一种互感器测试电流源精度验证方法与流程

本发明涉及电流信号测量。更具体地，本发明涉及一种互感器测试电流源精度验证方法。

背景技术：

1、在电气测试与新能源电池评估系统中，宽带互感器测试用电流源不仅用于互感器基础校验，还可作为交流驱动设备应用于电池交流加热等测试场景。由于该类设备通常需要覆盖较宽工作频率范围，其输出电流精度直接影响后续测试结果，因此，对宽带电流源输出电流进行准确验证，对于保障测试系统可靠运行及后期维护具有重要工程价值。

2、现有技术中，公告号为cn113933593b的中国专利文件公开了一种基于电流比较器的大截面电缆导体交流等效电阻测试系统及方法，该方法利用交流电流源产生测试电流，并通过电流比较器、放大电路以及可调阻抗网络对交流条件下被测对象中的阻性及感性参数进行分离测量，提高了交流电阻测试的准确性。然而，该技术主要针对被测导体交流阻抗参数测量问题，其测试对象为外部负载回路，未涉及宽带电流源内部多模块并联输出结构中采样网络寄生参数变化对输出电流验证结果的影响。

3、在宽带电流源精度验证的实际工程场景中，由于工作频率覆盖至兆赫兹级别，电流源内部各并联模块的采样支路在高频交变信号激励下，会激发底层元件与走线的寄生电感。若沿用上述现有技术或传统纯电阻换算方法进行电流源输出精度验证，系统依旧将单模块采样网络视为直流纯电阻，忽视了高频感抗随频率攀升而动态增加的物理特性，且难以将采样电阻自身的耗散特性与寄生电感产生的感性阻滞加以区分并分别处理，导致监测口电压经电阻换算后的总电流数值在高频区产生非真实的偏低现象，容易引发日常验证中的频发误报，并造成对电流源输出能力的误判以及输入端运放电路的错误微调。

技术实现思路

1、为解决现有电流源精度验证中单模块采样支路高频寄生感抗被忽视导致换算总电流偏低、诱发虚假超差判定与运放错误微调的技术问题，本发明提供了一种互感器测试电流源精度验证方法，包括：s1、获取单模块采样静态电阻及单模块支路寄生分布电感；在配置的各离散测试频点下，分别获取输出总母线上的磁环标准参考总电流及内部运放加法器直接输出的监测口求和反馈总电压；s2、根据当前测试频点的测试信号频率与单模块支路寄生分布电感，计算单模块动态感抗分量；s3、利用当前测试频点的测试信号频率与预设基准频率对单模块采样静态电阻进行修正，得到单模块频变修正电阻；基于单模块频变修正电阻与单模块动态感抗分量构建阻抗复平面，根据阻抗复平面的矢量模值计算单模块等效频变综合阻抗；s4、建立监测口求和反馈总电压、单模块等效频变综合阻抗与重构监测总电流之间的理论映射关系，并据此反推出重构监测总电流；s5、对磁环标准参考总电流与重构监测总电流进行比对，计算动态比对相对误差；若所有测试频点下的动态比对相对误差均小于或等于预设精度阈值，则判定监测精度验证合格。

2、本发明通过获取单模块静态电阻与单模块寄生分布电感，结合离散测试频点计算单模块动态感抗分量与单模块频变修正电阻，构建阻抗复平面求解单模块等效频变综合阻抗，此方式改变了将支路视为纯直流电阻的常规处理，兼顾了寄生感抗与电阻频变效应。通过建立反馈总电压与单模块等效频变综合阻抗的映射关系反推重构监测总电流，进而完成比对判定，减少了寄生效应引起的误差，提升了精度评估的客观性。

3、优选地，所述计算单模块动态感抗分量，包括：取圆周率的2倍与当前测试频点的测试信号频率的乘积作为测试交变角频率；将测试交变角频率与单模块支路寄生分布电感的乘积，作为当前测试频点下的单模块动态感抗分量。

4、本发明将交变信号极性变化速率对寄生特性的影响纳入考量，对高频寄生效应进行了有效表征，弥补了单一纯直流电阻模型在处理交流高频信号时的局限性，为构建高频阻抗模型提供了可靠的动态输入参数。

5、优选地，所述单模块频变修正电阻满足表达式：；式中，为当前测试频点下的单模块频变修正电阻；为单模块采样静态电阻；为当前测试频点的测试信号频率；为预设基准频率，取所有测试频点的最低测试信号频率；为频变修正系数，根据采样支路在测试频段内的实测交流电阻通过最小二乘法拟合确定。

6、本发明构建了单模块采样静态电阻的动态校正模型，避免了传统方法将采样电阻视为固定常数而产生的偏差，还原了高频交变条件下采样支路的真实阻性状态。

7、优选地，所述基于单模块频变修正电阻与单模块动态感抗分量构建阻抗复平面，包括：将当前测试频点下的单模块频变修正电阻作为阻抗实部，将当前测试频点下的单模块动态感抗分量作为阻抗虚部，构建阻抗复平面；在所构建的阻抗复平面中，单模块采样支路的复阻抗表示为：；式中，为单模块采样支路的复阻抗；、为当前测试频点下的单模块频变修正电阻和单模块动态感抗分量；为虚数单位。

8、优选地，所述计算单模块等效频变综合阻抗，包括：分别计算所述单模块频变修正电阻与所述单模块动态感抗分量的平方，并将二者平方和的算术平方根作为当前测试频点下的单模块等效频变综合阻抗。

9、优选地，所述建立监测口求和反馈总电压、单模块等效频变综合阻抗与重构监测总电流之间的理论映射关系，包括：基于多模块并联均流特性，设当前测试频点下的重构监测总电流为，并联的单模块总数量为，第个单模块采样支路流经的分支电流为，该分支电流在单模块等效频变综合阻抗上产生的分支电压为；将个分支电压累加，得到监测口求和反馈总电压等于重构监测总电流与单模块等效频变综合阻抗的乘积。

10、本发明通过梳理电流在母线分流、电压在采样级产生并在反馈级求和的物理过程来推导理论映射关系，反映了内部监测系统的工作状态，避免了直接除以静态电阻带来的换算失真。

11、优选地，所述反推出重构监测总电流，包括：将所述监测口求和反馈总电压除以所述单模块等效频变综合阻抗，作为当前测试频点下的重构监测总电流。

12、优选地，所述计算动态比对相对误差，包括：计算当前测试频点下的磁环标准参考总电流和重构监测总电流之间差值的绝对值，将所述绝对值除以所述磁环标准参考总电流并换算为百分比形式，作为当前测试频点下的动态比对相对误差。

13、优选地，所述各离散测试频点的获取方式为：配置覆盖5khz至1mhz频段、按1、2、5准对数倍频步进间隔配置，即包括5khz、10khz、20khz、50khz、100khz、200khz、500khz及1mhz。

14、本发明配置了覆盖特定频段并按准对数倍频步进间隔分布的离散测试频点序列，这种频点分布策略既能在低频段对频率变化保持恰当的响应灵敏度，又能在高频区间有效捕捉寄生感抗随频率攀升的动态演变规律。

15、优选地，所述方法还包括：若存在任一测试频点的动态比对相对误差大于预设精度阈值，则判定监测精度验证不合格，并生成包含各测试频点误差数据的验证报告。

16、本发明的有益效果在于：

17、本发明引入单模块动态感抗分量计算，结合单模块频变修正电阻的演变规律进行处理，求得单模块等效频变综合阻抗，为后续的电流重构过程提供了贴合物理实际的底层阻抗基准；基于均流拓扑结合监测口求和反馈总电压反推重构监测总电流，该重构过程基于多模块并联的物理汇流特性，合理还原了交变工况下监测口求和反馈总电压与实际输出总电流的映射关系；该方法能降低高频电流失真引发的误判概率，减少不当微调的风险，为测试系统的状态诊断提供了合理依据。