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申请/专利权人：昆明理工大学

摘要：本发明提供一种基于参考信号的非接触电压传感器内参数标定方法，属于测试标定技术领域。从传感器不同位置注入已知的参考信号，通过改变电路拓扑得到不同的传感器增益，并利用传感器增益和需要标定的电容组之间的数学关系求出需要精确标定的电容组，使电压传感器出厂时获得更高的精度。最后使用标定的电容组进行了电压幅值精度实验，最大误差为0.97％；抗干扰实验下精度最大变化了0.13％；线径适应性实验下对横截面积越大的导线测量精度越高，最大误差为0.92％。

主权项：1.一种基于参考信号的非接触电压传感器内参数标定方法，其特征在于包括下列步骤：step1.电容分压的电压传感器由感应极板核基地极板组成，感应极板与导线线芯形成耦合电容Ciw，感应电极通过采样电阻Rm和结构电容Cig连接到接地极板，接地极板与真实大地相连；step2.传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 当传感器工作在自积分特性区间，即sRmCiw+Cig+Cm＞＞1时，传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 式中，Cm为集总元件参数电容，选用的集总参数电容为贴片电容，Ciw为导线与感应极板之间的结构电容，为感应电极与接地电极之间的结构电容，Ciw，Cig通常使用理论计算直接计算，而面对难以计算的工况时通常使用有限元仿真计算，一旦确定各电容参数，即利用式2根据输出电压计算出待测线路的输出；Step3.在感应电极与电压跟随器正输入端之间串联入分压电容Cn和继电器开关S1；Vap、Vap′分别为开关拨向a和拨向b时，放大器Amplifier的输出电压；当开关拨向a时，电容Cn被断路，传递函数如下所示： 当开关拨向b时，投入Cn使用，当传感器工作在自积分特性区间，即sRm＝[Cm+CnCiw+CigCiw+Cig+Cn]＞＞1时，传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 联立式34，消去Ciw，可得： 其中Vwire为待测导线电压，Vap、Vap′分别为开关拨向a和拨向b时，放大器Amplifier的输出电压，k1、k2为新定义的变量： 当从b点注入一个已知的电压信号时，且开关S1悬空时，传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 式中，Vref为注入的参考电压信号，Vo1为放大器Amplifier的输出电压；当传感器工作在自积分特性区间，即sRmCm+Cn＞＞1时，传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 当接地电极不接地，且开关S1接a，并从接地电极注入已知电压信号时，传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 式中，Vref为注入的参考电压信号，Vo2为放大器Amplifier的输出电压；当传感器工作在自积分特性区间，即sRmCm+Cig＞＞1时，传感器输出电压与待测导线电压的关系表示为： 通过数学变换得： 于是求出： 通过上述两次注入电压信号，使得电流流经不同的电路，由输出信号Vo1、Vo2和参考信号Vref之间的关系计算得到k1和k2的值，带入式5即求出该待测导线的所有参数。

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