一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法及系统

1.一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对微型电压传感器模块的耦合输出电压与微型电压传感器模块距离地面和输电线的高度之间的关系进行建模，得到待测输电线电压和耦合输出电压之间的函数关系，其中，该函数关系的可变参量为微型电压传感器模块分别与输电线和地面之间的高度；S2：微型电压传感器模块依据不同的测量原理输出对应的电信号，即耦合输出电压，并通过信号处理电路得到相应的输出电压；其中，基于微型电压传感器模块的测量原理和确定的信号处理电路，从而得到信号处理电路输出电压和耦合输出电压的函数关系；S3：基于所述待测输电线电压和耦合输出电压之间的函数关系以及信号处理电路输出电压和耦合输出电压的函数关系，得到信号处理电路输出电压和待测输电线电压之间的函数关系；S4：采用微处理器对信号处理电路的输出电压进行处理得到微处理器输出电压，进而得到微处理器输出电压与信号处理电路的输出电压的关系，基于信号处理电路输出电压和待测输电线电压之间的函数关系，进而得到微处理器输出电压与待测输电线电压之间的函数关系；S5：基于步骤S4得到的微处理器输出电压与待测输电线电压之间的函数关系，当微型电压传感器模块用于实际测量时，只需测得微型电压传感器模块距离地面和输电线的高度即可实现微型电压传感器的测量及自校准。 2.根据权利要求1所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：所述步骤S1中微型电压传感器模块通过电容分压的方式得到耦合输出电压，其中，待测输电线电压形成相应的电场，微型电压传感器模块依据不同的测量原理输出对应的电信号，并通过信号处理电路得到相应的输出电压。 3.根据权利要求2所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：所述步骤S1中微型电压传感器模块的参数确定时，微型电压传感器模块通过电容分压方式得到的耦合输出电压只与微型电压传感器模块距离输电线的高度h 1 和距离地面的高度h 2 有关，进而得到待测输电线电压和耦合输出电压之间的函数关系u o ＝f 1 (h 1 ,h 2 )·u in ；其中，u in 表示待测输电线电压，u o 表示耦合输出电压，f 1 (h 1 ,h 2 )表示微型电压传感器模块所处位置的分压耦合关系函数。 4.根据权利要求3所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：所述步骤S2中耦合输出电压通过信号处理电路得到相应的输出电压，信号处理电路的输出电压和耦合输出电压的函数关系基于信号处理电路的处理原理得到：u out ＝f 2 ·u o ；其中，u out 表示信号处理电路输出电压，f 2 表示信号处理电路处理信号的函数关系。 5.根据权利要求4所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：所述步骤S3中信号处理电路输出电压和待测输电线电压之间的函数关系具体为：u out ＝f 2 ·f 1 (h 1 ,h 2 )·u in 。 6.根据权利要求5所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：所述步骤S4中微处理器输出电压与信号处理电路的输出电压的关系为U O ＝f 3 ·u out ，U O 为微处理器输出电压，f 3 为微处理器处理信号处理电路的输出电压的函数关系；微处理器输出电压与待测输电线电压之间的函数关系为：U O ＝f 3 ·f 2 ·f 1 (h 1 ,h 2 )·u in 。 7.根据权利要求6所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：基于微处理器输出电压和待测输电线电压之间的函数关系U O ＝f 3 ·f 2 ·f 1 (h 1 ,h 2 )·u in ，只要测得微型电压传感器模块距离输电线和地面的高度h 1 、h 2 ，即可实现微型电压传感器的测量及自校准。 8.根据权利要求3所述的一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，其特征在于：当微型电压传感器模块的测量场景和测量环境发生变化时，通过调整和修正微型电压传感器模块所处位置的分压耦合关系函数f 1 (h 1 ,h 2 )来实现微型电压传感器的测量及自校准。 9.一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准系统，其特征在于：采用权利要求1-8任一所述的方法来进行非接触式微型电压传感器的测量及自校准，包括分压电容、信号处理电路、微处理器；所述分压电容数量为若干个，若干个所述分压电容串联，串联的若干个分压电容的输入端与输电线连接，串联的若干个分压电容的输出端接地；微型电压传感器模块的输入端与某个分压电容的输出端连接，微型电压传感器模块的输出端与信号处理电路的输入端连接；信号处理电路的输出端与微处理器的输入端连接。