电参量测量装置及其测量方法与流程

本发明涉及电参量测量，特别地涉及一种电参量测量装置及其测量方法。

背景技术：

1、现有技术对电参量的测量需要根据待测电参量的类型来选用不同的测量仪器，例如，对移频信号的电压、电流的测量需要采用专门的移频表；对绝缘电阻的测量需要采用专门的绝缘电阻测试仪。有些测量仪表(如万用表)虽然能够完成直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻等电参量的测量，但其需针对每种电参量设计与该电参量对应的接线端子和测量电路，导致整个测量仪表外部接线端子较多、内部电路复杂。以上缺陷使得用户对电参量的测量十分不便，且测量成本较高。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种电参量测量装置及其测量方法，以至少解决现有的测量仪表接线端子较多、内部电路复杂的技术问题，从而方便用户操作、降低测量成本。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种电参量测量装置，所述装置包括：电压端子、电流端子、信号切换模块、数据采集模块和控制器；所述电压端子经所述信号切换模块电连接至所述数据采集模块；所述电流端子经所述信号切换模块电连接至所述数据采集模块；所述数据采集模块电连接至所述控制器；

4、所述信号切换模块用于：使所述电压端子与所述数据采集模块接通，或者，使所述电流端子与所述数据采集模块接通；

5、所述数据采集模块用于：采集由所述电压端子输入的第一输入信号的电压信号，获得电压采样数据，或者，采集由所述电流端子输入的第二输入信号的电流信号，获得电流采样数据；

6、所述控制器用于：读取由所述数据采集模块采集的所述电压采样数据或所述电流采样数据；基于所述电压采样数据，获得所述第一输入信号的电压值；基于所述电流采样数据，获得所述第二输入信号的电流值。

7、在一些实施例中，所述信号切换模块电连接至所述控制器；所述信号切换模块还用于在所述控制器的控制下使所述电压端子与所述数据采集模块接通，或者，在所述控制器的控制下使所述电流端子与所述数据采集模块接通。

8、在一些实施例中，所述信号切换模块包括：光继电器u1、光继电器u2、光继电器u3和光继电器u4；针对所述光继电器u1、所述光继电器u2、所述光继电器u3和所述光继电器u4中的每个光继电器，其一个输入端电连接至第一预定电源，另一个输入端电连接至所述控制器；所述光继电器u1的一个输出端电连接至所述电压端子的正极，另一个输出端电连接至所述数据采集模块的正极；所述光继电器u2的一个输出端电连接至所述电压端子的负极，另一个输出端电连接至所述数据采集模块的负极；所述光继电器u3的一个输出端电连接至所述电流端子的正极，另一个输出端电连接至所述数据采集模块的正极；所述光继电器u4的一个输出端电连接至所述电流端子的负极，另一个输出端电连接至所述数据采集模块的负极。

9、在一些实施例中，所述信号切换模块还包括：光继电器u5和光继电器u6；所述光继电器u5的一个输入端电连接至所述第一预定电源，另一个输入端电连接至所述控制器；所述光继电器u5的一个输出端电连接至所述电流端子的负极，另一个输出端电连接至所述数据采集模块的正极；所述光继电器u6的一个输入端电连接至所述第一预定电源，另一个输入端电连接至所述控制器；所述光继电器u6的一个输出端电连接至所述电流端子的正极，另一个输出端电连接至所述数据采集模块的负极。

10、在一些实施例中，所述装置还包括：光继电器u7、光继电器u8、光继电器u9和光继电器u10；针对所述光继电器u7、所述光继电器u8和所述光继电器u9中的每个光继电器，其一个输入端电连接至所述第一预定电源，另一个输入端电连接至所述控制器；所述光继电器u7的一个输出端电连接至所述电压端子的正极，另一个输出端电连接至第二预定电源的正极；所述光继电器u8的一个输出端电连接至所述电流端子的正极，另一个输出端分别与所述第二预定电源的负极、第三预定电源的负极电连接；所述光继电器u9的一个输出端电连接至所述电压端子的正极，另一个输出端电连接至第三预定电源的正极；所述光继电器u10的第一输入端和第三输入端均电连接至所述第一预定电源，第二输入端和第四输入端均电连接至所述控制器；所述光继电器u10的第一输出端电连接至所述电压端子的负极，第二输出端和第三输出端均电连接至所述电流端子的负极，第四输出端经电阻r11分别与所述第二预定电源的负极、第三预定电源的负极电连接；所述光继电器u10的第二输出端和第三输出端还经电阻r13分别与所述第二预定电源的负极、第三预定电源的负极电连接。

11、在一些实施例中，所述第二预定电源和所述第三预定电源均电连接至所述控制器；所述控制器还用于：控制所述第二预定电源的开启和关闭，以及，控制所述第三预定电源的开启和关闭。

12、第二方面，本发明实施例提供了一种电参量测量方法，应用于第一方面所述的电参量测量装置；所述方法包括：

13、在进行电压测量时，控制光继电器u1和光继电器u2接通，光继电器u3-u10断开，以使所述电压端子与所述数据采集模块接通，并控制所述数据采集模块采集由所述电压端子输入的第一输入信号的电压信号，获得电压采样数据；

14、当所述电压采样数据为直流电压采样数据时，对所述直流电压采样数据进行累加平均计算，获得所述第一输入信号的直流电压值；

15、当所述电压采样数据为交流电压采样数据时，对所述交流电压采样数据进行均方根计算，获得所述第一输入信号的交流电压值；

16、当所述电压采样数据为移频电压采样数据时，对所述移频电压采样数据进行傅里叶变换，获得所述第一输入信号的移频电压值。

17、在一些实施例中，所述方法还包括：

18、在进行电流测量时，控制光继电器u3和光继电器u4接通，光继电器u1-u2、u5-u10断开，以使所述电流端子与所述数据采集模块接通，并控制所述数据采集模块采集由所述电流端子输入的第二输入信号的电流信号，获得电流采样数据；

19、当所述电流采样数据为直流电流采样数据时，对所述直流电流采样数据进行累加平均计算，获得所述第二输入信号的直流电流值；

20、当所述电流采样数据为交流电流采样数据时，对所述交流电流采样数据进行均方根计算，获得所述第二输入信号的交流电流值；

21、当所述电流采样数据为移频电流采样数据时，对所述移频电流采样数据进行傅里叶变换，获得所述第二输入信号的移频电流值。

22、在一些实施例中，所述方法还包括：

23、在进行相位差测量时，控制光继电器u1和光继电器u2接通，光继电器u3-u10断开，以使所述电压端子与所述数据采集模块接通，并控制所述数据采集模块采集由所述电压端子输入的第一输入信号的电压信号，获得所述电压采样数据作为第一组数据；

24、在所述数据采集模块采集所述电压信号预设时间段后，控制光继电器u3和光继电器u4接通，光继电器u1-u2、u5-u10断开，以使所述电流端子与所述数据采集模块接通，并控制所述数据采集模块采集由所述电流端子输入的第二输入信号的电流信号，获得所述电流采样数据；基于所述电流采样数据，获得所述电流端子上的电压值作为第二组数据；

25、在所述数据采集模块采集所述电流信号所述预设时间段后，控制光继电器u5和光继电器u6接通，光继电器u1-u4、u7-u10断开，以使所述数据采集模块采集所述第二输入信号的反相电流信号，获得反相电流采样数据；基于所述反相电流采样数据，获得所述电流端子上的反相电压值作为第三组数据；

26、基于所述第一组数据、所述第二组数据和所述第三组数据，计算获得所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的相位差。

27、在一些实施例中，所述基于所述第一组数据、所述第二组数据和所述第三组数据，计算获得所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的相位差，包括：

28、分别对所述第一组数据、所述第二组数据和所述第三组数据进行快速傅里叶变换，获得第一相位、第二相位和第三相位；

29、采用以下表达式计算所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的相位差：

30、

31、其中，为所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的相位差；为所述第一相位；为所述第二相位；为所述第三相位。

32、在一些实施例中，所述方法还包括：

33、在进行电阻测量时，将第一被测电阻接入所述电压端子，控制光继电器u7、光继电器u8和光继电器u10接通，光继电器u9、u1-u6断开，并控制所述第二预定电源开启；

34、控制光继电器u1和光继电器u2接通，光继电器u3-u6断开，以获得所述电压端子上的电压值作为第一电压值；

35、控制光继电器u3和光继电器u4接通，光继电器u1-u2、u5-u6断开，以获得所述电流端子上的电压值作为第二电压值；

36、采用以下表达式计算所述第一被测电阻的电阻值：

37、

38、其中，rx1为所述第一被测电阻的电阻值；uv1为所述第一电压值；ua1为所述第二电压值；r0为所述电阻r11与所述电阻r13的并联值。

39、在一些实施例中，所述方法还包括：

40、在进行绝缘电阻测量时，将第二被测电阻接入所述电压端子，控制光继电器u8和光继电器u9接通，光继电器u7、u1-u6断开，控制光继电器u10的第一输出端与第二输出端接通，光继电器u10的第三输出端与第四输出端断开，并控制所述第三预定电源开启；

41、控制光继电器u1和光继电器u2接通，光继电器u3-u6断开，以获得所述电压端子上的电压值作为第三电压值；

42、控制光继电器u3和光继电器u4接通，光继电器u1-u2、u5-u6断开，以获得所述电流端子上的电压值作为第四电压值；

43、采用以下表达式计算所述第二被测电阻的绝缘电阻值：

44、

45、其中，rx2为所述第二被测电阻的绝缘电阻值；uv2为所述第三电压值；ua2为所述第四电压值；r为所述电阻r13的电阻值。

46、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的电参量测量方法。

47、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的电参量测量方法。

48、本发明实施例提供的电参量测量装置及其测量方法，通过设置用于使电压端子或电流端子与数据采集模块接通的信号切换模块，并设置用于基于电压采样数据获得输入信号的电压值或基于电流采样数据获得输入信号的电流值的控制器，使得对于待测信号的采集可仅通过一个采集通道、一个数据采集模块来完成，进而由控制器来获得相应的电压值和电流值，避免了像现有技术那样需针对每个电参量设计与该电参量对应的测量电路而导致的接线端子较多、内部电路复杂的技术问题。可见，本发明实施例提供的技术方案，能够解决现有的测量仪表接线端子较多、内部电路复杂的技术问题，从而方便用户操作、降低测量成本。