本發(fā)明涉及一種直流電流表，尤其涉及便攜式直流大電流表，其用于滿足直流大電流源，如直流電焊機(jī)、磁粉探傷儀等設(shè)備的現(xiàn)場測試及校準(zhǔn)需求。
背景技術(shù)：
：目前大電容的校準(zhǔn)方法較少，主要原因是大電容的阻抗小，小電壓的比例測量較為困難。目前的校準(zhǔn)方法主要依靠小電壓測量的準(zhǔn)確度，導(dǎo)致測量指標(biāo)不高，需要解決小電壓比例及小電壓相位的測量準(zhǔn)確度，進(jìn)而解決大電容的溯源問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述問題，本發(fā)明提供新型的一種大電容的溯源電路及方法，具體而言提供一種一種大電容的溯源電路，其特征在于：包括雙路信號源u1、u2、指零儀、分流器和雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中所述雙路信號源的第一路信號源u1連接的第一驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1、與第二路信號源u2連接的第二驅(qū)動(dòng)及隔離電路a2，第一驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1和第二驅(qū)動(dòng)及隔離電路a2輸出端分別連接被測電容和分流器中得一端，被測電容另一端和分流器另一端連接指零儀的信號端；第一驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1或第二驅(qū)動(dòng)及隔離電路a2輸出端還連接指零儀的參考端；其中，雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的兩個(gè)通路分別連接在被測電容和分流器的兩端。進(jìn)一步地，其特征在于：所述分流器為鼠籠分型流器。進(jìn)一步地，其特征在于：所述指零儀包括鎖相放大器或相角電壓表構(gòu)。進(jìn)一步地，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)及隔離電路包括大電流驅(qū)動(dòng)芯片及隔離信號變壓器。本發(fā)明還提供一種一種大電容溯源方法，其特征在于：采用上述任一方案所述的溯源電路，其中，所述方法包括，調(diào)節(jié)雙路信號源u1、u2輸入一定幅值與相位的電壓，隨后調(diào)整指零儀使得指零儀指零，此時(shí)流經(jīng)被測電容及分流器的電流相等，此時(shí)由雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測量被測電容兩端的電壓及分流器兩端的電壓比即為被測電容與分流器的阻抗比，從而把電容溯源至分流器上。進(jìn)一步地，其特征在于：所述調(diào)節(jié)雙路信號源的過程如下：1)根據(jù)被測電容及分流器的阻抗計(jì)算得出指零儀指零時(shí)u1及u2的值作為初始值；2)保持u1不變，調(diào)節(jié)u2的幅值，使得指零儀的同相分量最小；3)保持u1不變，調(diào)節(jié)u2的相位，使得指零儀的正交分量最小；重復(fù)2)，3)步驟，使得指零儀最終指零。本發(fā)明方案采用分流器作為標(biāo)準(zhǔn)器，使用等電壓測量時(shí)電壓互易通道的方法解決了小電壓比例準(zhǔn)確測量的問題；根據(jù)被測電容與標(biāo)準(zhǔn)分流器阻抗幅值基本一致的特性，使用互易采樣通路的方法解決小電壓比例測量不準(zhǔn)的問題。附圖說明圖1是本發(fā)明系統(tǒng)框圖。圖2是本發(fā)明簡化分析電路模型。圖3是本發(fā)明信號采集模塊電路圖。圖4本發(fā)明基于雙重磁檢測原理的電流傳感器框圖。具體實(shí)施方式參見圖1，示出了本發(fā)明大電容溯源方法的原理圖，其中的電路雙路信號源u1、u2、指零儀、分流器和雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中雙路信號源的第一路信號源u1連接的第一驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1、與第二路信號源u2連接的第二驅(qū)動(dòng)及隔離電路a2，第一驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1和第二驅(qū)動(dòng)及隔離電路a2輸出端分別連接被測電容和分流器中得一端，被測電容另一端和分流器另一端連接指零儀的信號端；第一驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1或第二驅(qū)動(dòng)及隔離電路a2輸出端還連接指零儀的參考端；其中，雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的兩個(gè)通路分別連接在被測電容和分流器的兩端，用于檢測被測大電容、分流器兩側(cè)的電壓。其中，雙路信號源u1、u2可由商用的雙路信號源或相位源組成；驅(qū)動(dòng)及隔離電路a1、a2由大電流驅(qū)動(dòng)芯片及隔離信號變壓器等組成；指零儀由鎖相放大器或相角電壓表構(gòu)成；雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由高精度數(shù)據(jù)采樣卡構(gòu)成。調(diào)節(jié)雙路信號源的原理如下：把被測電容與標(biāo)準(zhǔn)分流器相比較，通過調(diào)節(jié)兩路正弦信號源的幅值與相位，使被測電感與標(biāo)準(zhǔn)阻抗流過相同的電流，此時(shí)兩信號源的幅值比為vb/vt，相位差為φ，調(diào)節(jié)此兩路信號的目的為使電容與分流器連接點(diǎn)處的漏電流為零，達(dá)到平衡的目的。圖2為簡化電路模型。ut與ub為兩信號源，設(shè)信號源ut＝acos(ωt)，被測電容zt上的電壓信號標(biāo)準(zhǔn)分流器zb上的信號則在ut和ub的作用下，e點(diǎn)電平為：則誤差電流id為：根據(jù)平衡條件id＝0，得zbut-ztub＝0當(dāng)電橋不平衡時(shí)，id不為零，此時(shí)，需要調(diào)節(jié)信號源ub的幅值與相位，使id趨于零，因此，該模型的輸入變量為ub，輸出變量為誤差電平ud，由于ub與ub成比例關(guān)系，因此由上式可得，橋路誤差電平ud與ub成線性關(guān)系。因此，電橋輸入輸出關(guān)系可表示為：ud＝k1ub+k2其中k1、k2為待定系數(shù)?？梢允褂弥苯与姌蚱胶夥ㄍ瓿呻姌虻淖詣?dòng)平衡。操作中調(diào)節(jié)雙路信號源的方法如下：1.根據(jù)被測電容及分流器的阻抗計(jì)算得出指零儀指零時(shí)u1及u2的值作為初始值；2.保持u1不變，調(diào)節(jié)u2的幅值，使得指零儀的同相分量最??；3.保持u1不變，調(diào)節(jié)u2的相位，使得指零儀的正交分量最?。?.重復(fù)2，3步驟，使得指零儀最終指零。大電容溯源的難度在于大電容阻抗低，測量時(shí)兩端的電壓小，導(dǎo)致電壓比例測量不準(zhǔn)確，本系統(tǒng)優(yōu)選采用鼠籠分型流器作為標(biāo)準(zhǔn)器，使用等電壓測量時(shí)電壓互易通道的方法解決了小電壓比例準(zhǔn)確測量的問題。下表為分流器與電容的幅值比較。表1電容及分流器幅值頻率電容分流器電容分流器電容分流器100hz10mf5a1mf500ma100μf50ma幅值(ω)0.15920.161.5921.615.9216由上表可知，部分大電容與分流器的阻抗幅值十分相近，所以可以把大電容溯源至分流器上，如溯源其他電容值的電容器，可先制作阻抗幅值一致的分流器作為標(biāo)準(zhǔn)使用。下面結(jié)合圖3-4具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖3所示，使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的1通道采樣大電容兩端電壓，2通道采樣分流器兩端電壓。而后如圖4所示交換測量通道，使用2通道采樣大電容兩端電壓，1通道采樣分流器兩端電壓，有如下公式：式中：vc1----被測電容在1通道的示值；vr1----分流器在2通道的示值；----被測電容兩端電壓值；----分流器兩端的電壓值；a1、a2----采集卡1通道及2通道的增益；之后交換測試通道，可得出vc2----被測電容在2通道的示值；vr2----分流器在1通道的示值；由以上四式可得出，同理，對于相位，有θ1＝θc-θr+δ(6)θ2＝θc-θr-δ(7)式中：θ1、θ2為采集系統(tǒng)測量的兩通道間的相角差；θc、θr為被測電容及分流器阻抗角(為元器件的固有屬性)；δ為采集系統(tǒng)相位的固有誤差；可得出式中：θ為電容及電阻之間相位差。得出兩電壓幅值相位比后根據(jù)分流器的交流電阻值易得出電容值：以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語僅僅是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。當(dāng)前第1頁12