基于L a b V IE W 的电流和电压传感器性能 测试系统李静静赵健/上海市计量测试技术研究院SHANGHAI MEASUREMENTANDTESTING |上涤計受剜轼技术交流Technical Exchange〇引言电流和电压传感器作为一种兼具保护性和监控 作用的工具，广泛应用于各种电气装置、自动控制 以及调度系统。
因其具有传感检测、传感采样、传 感保护等功能，这些传感器在不同工况下的测试准 确与否，对所在应用系统的影响非常大，所以对其 进行高效而又准确的测量很有必要。
然而使用传统的检测方法对电流和电压传感器 的各项性能和参数进行测量时，不仅存在操作过程 繁杂、效率低等缺点，也可能由于人为操作不当等 因素造成实验器材损坏。
而且，传统仪器体积庞大， 功能单一，不利于多种参数的测量。
而虚拟仪器技 术的出现和发展，为电流和电压传感器的高效、自 动测量提供了便利。
因此，本文提出设计一种基于LabVIEW 的电流 和电压传感器性能测试系统，系统由硬件和软件两 大部分组成。
硬件主要由计算机、电源、待测电流 和电压传感器和测量设备组成，用于完成信号的产 生和采集。
软件部分主要由驱动程序和应用程序组 成：驱动程序可以实现对硬件的接口驱动及通信控 制，是在LabVIEW 的VISA 函数基础上编程实现的； 应用程序则利用LabVIEW 丰富灵活的交互界面进行 程序控制、数据显示、存储和计算。
本系统可以实现对电流和电压传感器进行高效 准确测量的自动测试，能够通过程序控制并测量各 种传感器的参数，对不同输人参数的传感器对应的 输出参数进行读取并进行数字信号处理，判断传感 器精度是否符合要求，多种测量模式可以测量传感 器不同特性，具有很强的使用价值。
1系统整体硬件结构本文中介绍的电流传感器性能测试系统是由XF 30JZ 100型交直流电流校准仪、Agilent 34401A 数 字多用表和计算机结合组成的。
系统整体结构包括： 一是由传感器供电电源、XF 30JZ 100型交直流电流 校准仪、Agilent 34401A 数字多用表、待测电流传感 器和计算机组成的硬件结构；二是以LabVIEW 为开 发平台编写的软件部分，包括硬件驱动程序和应用 程序两部分。
本系统的架构如图1所示。
图1系统整体结构XF 30JZ 100型交直流电流校准仪是一台准确度 非常高并且智能化的电流校准仪。
Agilent 34401A 是 一台6位半、高性能的数字多用表，它高准确度的 测量能力和高性能使其非常适用于系统和台式测试， 它具有0.003 5%的基本直流准确度，0.06%的基本 交流准确度和0.1%基本电阻准确度。
XF 30JZ 100型交直流电流校准仪和Agilent 34401A 数字多用表都是通过串口线和计算机连接， XF 30JZ 100输出电流作为待测电流传感器的输人信 号，Agilent 34401A 可以测量传感器的输出信号。
而 计算机控制电流的输出和输人信号的记录。
而且可T e c h n i c a — E X c h a n9e 2017/6总第263期国内统一刊号CN 31-1424 / TB41技术交流—sfeehmfegfhfadiaiigg以利用LabVIEW 中提供的大量图形化驱动程序直接 驱动串行接口设备，只需两根串口数据线就能实现 仪器和计算机间的通信，硬件实现非常简单。
2系统软件系统的软件总体流程如图2所示。
程序开始运行后，首先必须和仪器进行联机操作，即建立通信。
联机成功后，出现一个对话框提示创建新测量文件， 用以保存本次测量的数据。
初始化设备是根据用户 输人的一系列参数对仪器进行初始化，然后可以正 常发送电流信号到传感器的输人端，读取传感器的 对应输出信号，进行数据处理，保存并显示。
如果 没有达到设定的循环次数，继续发送电量，读取， 处理，写。
如果达到了设定的循环次数，将清电量， 同时等待下一步动作。
此时如果点击开始新一轮测 量，则根据输人参数继续测量，如果点击关闭设备 按钮，将执行关闭。
图2系统软件总体流程3系统应用程序软件部分的编写，采用模块化的设计思想，按传感器不同输人输出量，将应用程序按功能划分为 带电流输出的电流传感器、带电压输出的电流传感 器、带电流输出的电压传感器、带电压输出的电压 传感器，每种传感器又分别有交直流两种情况。
考虑到所用到的电流源XF 30JZ 100的特点和测量仪器 Agilent 34401A 的类型，此系统测量的传感器类型分 为六种：1) 带直流电流输出的直流电流传感器；2) 带直流电压输出的直流电流传感器；3) 带直流电流输出的交流电流传感器；4) 带直流电压输出的交流电流传感器；5) 带交流电流输出的交流电流传感器；6) 带交流电压输出的交流电流传感器。
将系统主界面分为6部分，6个不同的按钮调 用6个不同的子V I ，每个子V I 代表对不同的传感 器进行测量。
其主控前面板如图3所示。
图4主控面板的程序框图在主界面的程序框图设计中，主要应用 LabVIEW 条件结构（Case Structure )实现前面板各按钮的动作。
选择一种待测传感器类型，进人测量 该类型传感器的子V I ，这里为测量带直流电压输出 的直流电流传感器子V I ，弹出如图5所示界面。
可以看到前面板分为四个板块，Program Control 区域负责控制程序运行并监视运行状态。
参数设置 区域，需要用户输人参数，如仪器接口、满量程、 测量步长等。
在操作控制区域输人仪器操作参数， 如测量模式、循环次数等。
User information 栏直接42国内统一刊号CN 31-1424 / TB2017/6总第263期显示传感器输出的数据，并以图形的方式显示出来。
〇■ SHANGHAIMEASUREMENTANDTESTING |上涤計受剜轼图5测量带直流电压输出的直流电流传感器子界面测量模式的设计：根据传感器的静态特性，将 测量模式分为三种：自动测量模式，迟滞测量模式 和手动模式。
由于仪器的工作方式不同，本系统与 计算机的通信是基于通信协议完成的，程序控制电 量输出的方式也不同。
4结语本文介绍了 XF 30JZ 100型交直流电流校准仪、Agilent 34401A 数字多用表和计算机结合组成的传感 器性能测试系统，并整体介绍了硬件构成和软件架 构，并详细介绍了基于仪器自身的通信协议如何实 现数据通信、程控电量输出，及不同线程间数据存 储模块的设计。
本系统可以实现对电流和电压传感器进行高效 准确测量的自动测试，能够通过程序控制并测量各种传感器的参数，对不同输人参数的传感器对应的 输出参数进行读取并进行数字信号处理，判断传感 器精度是否符合要求，多种测量模式可以测量传感 器不同特性，具有很大的使用价值。
本系统对带有直流信号输出的电流传感器具有 很好的测量效果，能够完成电流和电压传感器多个 测量参数数据的存储及显示功能，但还不能实现数 据回放、故障波形录波及标准报表生成功能。
对于 带交流信号输出的电流传感器，只能读出其RMS 值， 且最大值为3 A ，不能反映其波形变化并得到其他频 率分量，如幅值和相位等。
参考文献[1] 唐丽.基于LabVIEW 的交直流多功能表设计[D].南昌：南昌航空大学，2012.[2] 黄学文，周敬泉.虚拟仪器技术的现状与前景[J].电测与仪表，2004 ( 10)：5-8.[3] 伍星华，王旭.国内虚拟仪器技术的应用研究现状及展望[J ].现代科学仪器，2011 (04) 112-116.[4] 李翼.基于LabVIEW 的实验管理系统[D].杭州：浙江大学，2005.[5] 吴松林.传感器与检测技术基础[M].北京：北京理工大学出版社，2009.[6] 苏州市伟铭电子仪表有限公司.XF30JZ100型交直流电流校表仪使用手册[C].苏州：2012.[7] 苏州市伟铭电子仪表有限公司.XF30JZ100型交直流电流校表仪编程手册[C].苏州：2012.技术交流—Technical-Ex-changg(上接第40页）联网+”技术，研究带定位功能、可实时反馈现场 信息的多用途接地线。
参考文献[1] 国家电网公司.电力安全工作规程（配电部分）（试行）[M ].北 京：中国电力出版社，2014.[2]国家电网公司.电力安全生产及防护[M].北京：中国电力出版社，2010.[3] 中国科学技术情报研究所重庆分所.国外人身安全电流专辑[M]. 重庆：科学技术文献出版社重庆分社，1980.[4] 程乐峰，余涛.基于三相对称电压注入法的配电网接地线检测技 术[J].电力自动化设备，2017,37 (3 ):19-25.[5] 刘家军，缪俊，姚李孝，等.电力检修作业挂接地线可视化监测装置[J].电力自动化设备，2010,30 (7):134-140.[6] 王海欧，林凌.变电站接地线在线监测系统的研究与开发[J ].浙 江电力，2015，（6):24-27.[7] 全国带电作业标准化技术委员会.DL/T 879-2004带电作业用便 携式接地和接地短路装置[S].北京：中国标准出版社，2004.Development of multi-purpose portablecombined-type ground wireDong Jim in g, Zhan Y u(State Grid Shaoxing Power Company )Abstract: According to the defect of distribution network ground wiresuch as large number and heavy weight, and short of small currentprotection, used short-circuit wire junction and m icrocontroller programming, developed a set of multi-purpose portable combined-typeground wire, can be widely used in low voltage and medium voltage grounding, with a sound and light alarm to small current, meet the requirements of emergency workers, improve the efficiency, reduce theinstruments preparation and operation time, improve the distribution network reliability, and obtain a certain economic benefits.Key words: ground wire; combined-type; small current protection2017/6总第263期国内统一刊号CN 31-1424 / TB43。
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