电子式互感器中数据采集系统误差补偿的设计与实现

动态特性的评价及误差补偿

动态特性反映的是采集系统加载动态信号后的性能。具体到电子式互感器，分析动态特性时应先施加正弦波激励信号，然后通过傅立叶变换，获取输出信号的频谱特征，以此评价出采集系统的动态特性，进而提出相应的补偿方法。若采集系统容许信号的范围为±Ap，理想增益为k0(通常为1)，则施加正弦信号：e(t)=Apsin(2πft+α)。

式中，f为正弦信号的频率;α为正弦信号的初相角。启动采集系统，得到采集数据xi(i=1，2，3，……，n)。对采集数据进行傅立叶变换后，直流和基波分量为：a(t)=Asin(2πft+β)+d。

其中，A为基波信号的幅值;β为基电感器 用途波信号的初相角;d为直流分量。

这样，增益误差为Ek=A/Ap-k0，偏置误差为Ep=d，实际有效值误差为：

再由采集系统的理想有效值误差Ei=0.289Ap/2b(b为模数转换器的位数)，可以得到采集系统中模数转换器的动态有效位数：EB=b-log大功率电感贴片电感器2(Er/Ei)，进而定义出采集系统在频率f处对幅值为x的信号的采集准确度：

可见，采集系统的动态准确度将随着频率、幅值的变化而变化。考虑到电子式互感器是对工频量进行测量，因此暂不考虑频率变化的影响。不过，由于环境温度的变化对采集系统动态特性影响较大，进行误差补偿时，应当将环境温度变化带来的影响考虑进去。

动态特性的误差补偿依旧采取多项式拟合的方法，由于自变量有温度和幅值两个，所以采取下面的多项式形式进行拟合：

拟合的过程也工字电感器是先假定温度不变，求取一组多项式系数，然后再求取各组系数与温度间的多项式关系即可。多项式阶数的确定仍然采用静态误差补偿中的方法。

数据采集系统的实测结果

根据前面提到的方法，对数据采集系统的静态特性与动态特性的实测结果进行了误差补偿，在补偿过程中，静态特性与动态特性的多项式阶数绕行电感器均取为4阶，而多项式系数与温度间的拟合多项式阶数在2～5阶之间灵活设定。

结语

本文对数据采集系统的静态特性与动态特性进行分析，提出了温度变化情况下采集系统的误差补偿方法。该补偿方法效果明显，有助于改善整个测试系统的温度稳定性。 需要说明的是，本文从理论方面寻求最佳的补偿方法，而在实现过程中，如果必须考虑利用计算机或DSP芯片进行处理，就不利于对测量参量的实时处理。因此，应当根据实时性、准确性等综合要求来选取最合适的补偿方法。

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