基于虛擬儀器的光纖電流感測系統

　　3.1.1 數據采集模塊

　　LabVIEW完整地集成了與GPIB、VXI、RS-232、RS-485和內插式數據采集卡等硬件的通信內置程序庫，提供了大量的連接機制，通過 DLLs、共享庫、OLE等途徑實現與外部程序代碼或軟件系統的連接。本系統直接調用LabVIEW的端口操作圖標InPortvi和 OutPort.vi進行編程。 這兩個函數存放在功能模塊的Advanced子模板的下一級模板Memor模板中，分別完成從設備的物理地址直接讀取和輸出數據的功能。只要清楚數據采集卡每個信道的物理地址，通過對InPort.vi和OutPort.vi的端口參數設置，可以很方便地實現 LabVIEW驅動控制數據采集卡進行數據采集。這里我們采用PCI21200數據采集卡。該模塊采樣頻率可以在1Hz到250MHz之間調節，時基即水平方向每格代表的時間可以在每格4ns （4ns/Division） 到每格20000s （20000s / Division）之間變化。

　　3.1.2 波形顯示模塊

　　軟件提供了波形顯示方式是通過顯示通道選擇按鈕“A”和“B”，可以任意顯示某一通道或兩通道輸入信號一起顯示的波形。

　　3.1.3 參數測量模塊

　　參數測量模塊包括電流、電壓參數和頻率、周期等時間參數的測量并顯示其測量結果。

　　3.1.4 頻譜分析模塊

　　頻譜分析模塊采用快速FFT算法，完成頻域信號分析。頻譜分析功能：（1）提供了9種加窗的分析窗口;（2）完成了被測信號的幅值譜分析和功率譜分析。

　　3.1.5 數據存儲模塊

　　主面板“儲存”與“讀取”按鍵，能將有關數據儲存到軟盤或硬盤;或者從軟盤或硬盤上讀取的數據，自動顯示波形并保留在顯示窗口。

　　3.2 電流比差實驗結果

　　在系統中，我們設計光纖部分電流測試的額定電流為500A，額定電壓為50kV，用該虛擬儀器系統對光纖感應電流進行測量。用變壓器模擬大電流，通過虛擬儀器進行數據處理，得到的比差數據見表1：

　　表1 比差試驗數據

　　從比差實驗結果來看，測試精度較高，能夠滿足實際要求。

　　4. 結束語

　　本文工作創新之處在于：

　　1.功能擴充。本光纖電流虛擬軟件測試系統比傳統的校驗儀在功能上大大擴充了，這不僅給使用帶來方便，而且從總體性能上也得到提高。可以通過具有儲存示波器功能的波形顯示得到直觀、實時顯示測量信號的參數和波形，可對測量數據進行分析、存儲等處理，這是傳統校驗儀不能做到的。

　　2.可靠性高，運行穩定。大電流感測需要長期在室外運行，環境惡劣，信號處理部分的電子電路易受電磁干擾，而且還要受到溫度的影響，所以運行不穩定。本光纖式電流感測系統具有絕緣結構簡單、體積小、重量輕、無鐵磁飽和、可行性高、靈敏度高、測量范圍大、頻帶寬。引入虛擬儀器技術后，光纖產生的電流信號處理部分由LabVIEW軟件程序完成，可靠性高，運行穩定。

　　3.靈活的開放性。根據用戶的要求，可以隨時修改 VI 程序，顯示不同點的測量值，修改前面板的樣式，調整程序的功能等。本VI程序可以作為一個子 VI被其他VI調用，與其他部分共同組成一個更復雜的VI程序，實現更加完善的測量功能。LabVIEW軟件還能與matlab、C語言接口，通過 matlab和C語言程序加強數值分析處理能力。

　　光纖式電流感測技術是現代電流測量研究的熱點，具有廣泛的發展前景。在信息化要求不斷提高的今天，將虛擬儀器應用到電流感測中是感測技術發展的趨勢。