技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于宽频电流比较仪的测量系统、同步及测量方法。
相关背景技术
[0002] 目前，电力系统中存在着各种直流信号，如直流输电、柔性直流输电、新能源发电、牵引负荷等，这些直流信号具有动态特征，即其幅值、频率、占空比、纹波等参数会随时间变化，通常情况下需要对这些直流信号进行精密测量和分析。
[0003] 对电力系统中的直流信号进行测量和分析可以得出有关系统稳定性、故障检测、电能计量、电力质量和设备状态等方面的重要信息，有助于确保电力系统的安全运行和优化管理。直流信号可以用于评估电力系统的稳定性。通过测量和分析直流信号，可以确定电力系统中各个节点之间的直流平衡情况，以及电流和电压的分布。可以检测到潜在的故障，并通过比较测量值与正常操作条件下的预期数值，确定故障的位置。可以检测到电力质量问题，并采取相应的措施进行改善和调整。可以判断设备的运行状态、电流负载、电源稳定性等，并根据需要进行设备维护或更换。
[0004] 电力系统中，对直流信号进行检测时需要用到电能表，使用电能表对直流信号进行检测通常会存在一定的误差，如果电能表的精确度不高，就会导致对消耗电能的计量错误，这不仅会影响用户的用电成本，还可能引发争议和纠纷，由此，对直流电能表的误差进行检定十分重要。
具体实施方式
[0020] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
[0021] 本领域技术人员应理解的是，在说明书的揭露中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。因此，上述术语不能理解为对本发明的限制。
[0022] 实施例1，参考图1，依本发明一较佳实施例的一种基于宽频电流比较仪的测量系统将在以下被详细地阐述，包括标准功率源1、被测电能表2、宽频电流比较仪3、宽频电压分压器4、数据采集模块5和数据处理模块6。标准功率源1分别与被测电能表2和宽频电流比较仪3信号连接，被测电能表2还和宽频电流比较仪3信号连接。标准功率源1和宽频电压分压器4信号连接，宽频电流比较仪3和宽频电压分压器4均与数据采集模块5信号连接，数据采集模块5和数据处理模块6信号连接。
[0023] 标准功率源1根据直流信号特征库中的复杂动态波形进行分解和量化，并按时域上对应波形的幅值以数字信息存储在寄存器中，经过DAC变换，实现特征波形的模态拟合输出，并通过放大器和恒流源将小信号电压转换为大信号电压和大信号电流。被测电能表2接收标准功率源1输出的直流信号，并根据其内部算法进行电能计量，得到被测电能值，并将其输出端与标准功率源并联。
[0024] 宽频电流比较仪3利用多级铁心结构301产生磁场，并通过平衡绕组抵消原边被测电流产生的磁场，从而实现闭环控制。并利用求和电路302、比例积分器303和功放304对交变成分进行误差检测和平衡控制，利用求和电路，将平衡绕组的输出电流和参考电流进行求和，得到误差电流，利用比例积分器，对误差电流进行比例积分运算，得到控制电压。比例积分运算的过程可以用以下公式表示：，
其中， 是控制信号， 是误差信号， 是比例增益， 是积分增益，是时
间。
[0025] 最后，利用功放，将控制电压放大，驱动平衡绕组，从而调节平衡绕组的电流，使其与参考电流相等或接近，从而实现高精度、高速度、高稳定性和高线性度的电流比较，从而得到电流比较结果 ，电流比较结果 表示为：，
表示电流比较结果， 表示被测电能表的测量值， 表示标准功率源的输出值。
[0026] 宽频电压分压器4利用阻容并联分压网络401对标准功率源1输出的电压信号进行分压，得到分压后的电压信号，并利用缓冲器402对分压后的电压信号进行缓冲，从而克服回路中分布参数引入的误差，并能有效地抑制高频信号给带来的振荡，提高分压器的频率响应特性。数据采集模块5利用高速采样器501对宽频电流比较仪3输出的电流比较结果和宽频电压分压器4输出的缓冲后的电压信号U''进行高速采样，并将模拟信号转换为数字信号，并利用存储器对数字信号进行存储。
[0027] 数据处理模块6利用动态特征参数提取器601对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行动态特征参数提取，得到直流信号的动态特征参数，包括均值、峰值、方差、功率谱密度、基频和谐波分量，并利用误差值计算器602对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行被测电能表2的误差值计算，得到被测电能表2的误差值E，通过比较误差值E和允许误差范围，判断被测电能表2的性能是否合格，是否需要校准或更换。通过分析误差值E的变化趋势，找出误差的主要来源，例如温度、湿度、电源波动、电磁干扰等，从而采取相应的措施，提高测量的稳定性和可靠性。通过利用误差值E对测量结果进行修正，消除或减小误差的影响，从而提高测量的准确性和有效性，从而实现对直流信号的精密测量和分析。
[0028] 信号特征提取采用时域和频域特征提取，时域计算均值，峰值，方差；均值：表示信号的平均水平，反映信号的直流分量或偏置，均值的计算公式是：
，
其中， 表示信号的第 个采样值， 表示信号的长度。
[0029] 峰值：表示信号的最大或最小值，反映信号的幅度范围，峰值的计算公式是：，
其中， 表示信号的第 个采样值的绝对值。
[0030] 方差：表示信号的波动程度，可以反映信号的变化性和不确定性，方差的计算公式是：，
其中， 表示信号的均值。
[0031] 将时域公式进行傅里叶变换，变换到频域后，提取功率谱密度，基频，谐波分量；功率谱密度：表示信号在每个频率上的功率分布，可以反映信号的能量密度和频率特性，功率谱密度的计算公式是：
，
其中， 表示信号的傅里叶变换， 表示信号的持续时间。
[0032] 基频：表示信号的最低频率，可以反映信号的周期性和重复性。基频的计算方法是：，
其中， 表示信号的功率谱密度。
[0033] 谐波分量：表示信号的基频的整数倍的频率，可以反映信号的非线性和失真。谐波分量的计算方法是：，
其中， 表示信号的基频，表示谐波次数。
[0034] 误差的表达式为：，
式中P'为根据数据D计算出的标准功率值。动态特征参数提取器601、误差值计算器602均和数据采集模块5信号连接。
[0035] 该系统能够对具有动态特征的直流信号进行精密测量和分析，还可对直流电能表进行误差检定。
[0036] 标准功率源1包括双通道可编程动态数字电压发生器101、高增益低失真的电压线性放大器102、基于跨导放大原理的恒流发生器103，双通道可编程动态数字电压发生器101用于根据直流信号特征库中的复杂动态波形进行分解和量化，并按时域上对应波形的幅值以数字信息存储在寄存器中，通过改变寄存器中的数字信息，来改变输出波形的形状和大小，经过DAC变换，将数字信息转换为模拟电压信号，实现特征波形的模态拟合输出，输出小信号电压。高增益低失真的电压线性放大器102用于对双通道可编程动态数字电压发生器101输出的小信号电压进行放大，得到大信号电压，并提供整体的带宽，通过调节放大器的增益和带宽，来满足不同的输出电压和频率的要求。
[0037] 基于跨导放大原理的恒流发生器103用于将高增益低失真的电压线性放大器102输出的大信号电压转换为大电流信号输出，并通过串联精密电阻进行负反馈与参考电压比较，调节补偿输出电流的变化。具体为，为了与参考电压比较，需要将基于跨导放大原理的恒流发生器103的输出电流转换为电压信号，通过串联一个精密电阻来实现，利用欧姆定律，输出电流与电阻两端的电压成正比。然后，将电阻两端的电压信号输入一个电压比较器的反相输入端，将参考电压输入电压比较器的同相输入端，电压比较器的输出端连接一个反馈电路。
[0038] 电压比较器的作用是将两个模拟电压信号进行比较，输出一个数字信号，当反相输入端的电压高于同相输入端的电压时，输出低电平，反之输出高电平。利用运放的开环增益和饱和特性，当两个输入端的电压差很小时，输出端的电压就会达到饱和状态，即正负电源电压。以检测输出电流是否与参考电压相匹配，如果不匹配，就需要调节补偿输出电流的变化，从而实现基于跨导放大原理的恒流发生器103的功能。利用反馈电路，根据电压比较器的输出信号，对恒流发生器的输入电压进行调整，从而改变输出电流的大小。
[0039] 双通道可编程动态数字电压发生器101和高增益低失真的电压线性放大器102信号连接，高增益低失真的电压线性放大器102和基于跨导放大原理的恒流发生器103信号连接。
[0040] 双通道可编程动态数字电压发生器101根据直流信号特征库中的复杂动态波形进行分解和量化，并按时域上对应波形的幅值以数字信息存储在寄存器中，经过DAC变换，实现特征波形的模态拟合输出，其中采用以下公式进行波形拟合：，
其中， 是周期为 的函数， 是基频角频率， 是傅里叶系数，通过
以下公式求出：
，
，
，
这里的 是正整数，表示谐波的次数。 表示函数的平均值， 和 表示正弦波和
余弦波的幅度。
[0041] 高增益低失真的电压线性放大器102对双通道可编程动态数字电压发生器101输出的小信号电压进行放大，并提供整体的带宽，其中采用多个运算放大器级联，通过降低单个放大器倍数方式来减小信号失真，并使用超低噪声和低失调电压的运算放大器及低温漂的精密电阻等器件进行设计。
[0042] 基于跨导放大原理的恒流发生器103将高增益低失真的电压线性放大器102输出的大信号电压转换为大电流信号输出，并通过串联精密电阻进行负反馈与参考电压比较，差值信号经放大后驱动与负载串联的调整管来调节补偿输出电流的变化，其中采用以下公式进行电压电流转换：,其中， 为输出电流； 为跨导增益； 为输入电压。
[0043] 差值信号产生：首先，选择一个合适的精密电阻，其阻值应该与负载电阻相匹配，以保证电流信号的分流不会影响负载电流的大小。然后，将大电流信号的一端接入精密电阻的一端，另一端接入基于跨导放大原理的恒流发生器103的负反馈输入端。这样，大电流信号就会在精密电阻上产生一个与之成正比的电压信号，称为反馈电压。接着，将参考电压接入基于跨导放大原理的恒流发生器103的另一个输入端，与反馈电压进行比较。这样，基于跨导放大原理的恒流发生器103就可以根据两个输入电压的差值来调节输出电流的大小，使其与参考电压成正比。最后，将基于跨导放大原理的恒流发生器103的输出端接入负载电阻的一端，另一端接地。这样，负载电阻上就会有一个与输出电流成正比的电压信号。
[0044] 利用电压比较器或运算放大器等电路元件，将两个电压信号进行比较，输出一个与两者差值成正比的电压信号，称为差值信号。比较原理的数学表达式为：其中， 是差值信号， 是比较器或运算放大器的差动增益， 和 是两个输入电压信号。
V1反馈电压，即大电流信号在精密电阻上产生的与之成正比的电压信号，用于与参考电压进行比较，产生差值信号，从而调节输出电流的大小。V2参考电压，即基于跨导放大原理的恒流发生器103的另一个输入端的电压信号，用于与反馈电压进行比较，确定输出电流与参考电压的比例关系。
[0045] 利用差值信号来控制或调节某些电路参数，利用差值信号来调节输出电流的大小，以保证输出电流与参考电压成正比，从而实现基于跨导放大原理的恒流发生器103的功能。
[0046] 差值信号的来源是两个输入电压信号的差值，即反馈电压和参考电压的差值。差值信号与转换的大电流信号的关系是成反比的，即当差值信号增大时，输出电流减小；当差值信号减小时，输出电流增大。这是因为基于跨导放大原理的恒流发生器103是利用差值信号来调节调整管的导通程度，从而控制输出电流的大小。
[0047] 标准功率源它的具体连接方式如下：双通道可编程动态数字电压发生器的两个输出端分别连接到高增益低失真的电
压线性放大器的两个输入端，形成电压信号的输出通路。
[0048] 高增益低失真的电压线性放大器的两个输出端分别连接到基于跨导放大原理的恒流发生器的两个输入端，形成电流信号的输出通路。
[0049] 基于跨导放大原理的恒流发生器的两个输出端分别连接到被测电能表的两个输入端，同时也连接到宽频电流比较仪的两个输入端，形成电流信号的测量通路。
[0050] 高增益低失真的电压线性放大器的两个输出端通过宽频电压分压器进行分压，然后连接到数据采集模块的两个输入端，形成电压信号的测量通路。
[0051] 宽频电流比较仪的输出端连接到数据采集模块的另一个输入端，形成电流比较结果的测量通路。
[0052] 数据采集模块的输出端连接到数据处理模块的输入端，形成数据处理通路。
[0053] 标准功率源1能够输出具有动态特征的直流信号，满足宽频动态信号的测量需求；能够实现小信号电压到大信号电压和大信号电流的转换，提高了输出信号的幅值范围和稳定性；还能够实现特征波形的模态拟合输出，提高了输出信号的精度和可控性。
[0054] 宽频电流比较仪3包括多级铁芯结构301、求和电路302、比例积分器303、功放304。多级铁芯结构301包括第一铁芯、第一绕组、第二铁芯、第二绕组、第三铁芯、第三绕组；第一铁芯和第一绕组用于接收标准功率源1输出的直流信号中的交变成分，并产生交变磁场；第二铁芯和第二绕组用于接收被测电能表2输出的直流信号中的交变成分，并产生交变磁场；
第三铁芯和第三绕组用于接收平衡电流，并产生平衡磁场，抵消第一铁芯和第二铁芯产生的磁场。
[0055] 求和电路302用于对第一铁芯和第一绕组输出的交变电压及第二铁芯和第二绕组输出的交变电压进行求和，得到误差信号。比例积分器303，用于对求和电路302输出的误差信号进行比例积分运算，得到控制信号。功放304用于对比例积分器303输出的控制信号进行放大，得到平衡电流，平衡电流与参考电流进行比较，从而得到电流比较结果 ，电流比较结果 表示为：，
表示电流比较结果， 表示被测电能表的测量值， 表示标准功率源的输出值。
[0056] 多级铁芯结构301信号连接于标准功率源1及被测电能表2，求和电路302和多级铁芯结构301信号连接，比例积分器303和求和电路302信号连接，功放304和比例积分器303信号连接。
[0057] 多级铁芯结构301利用组铁芯及绕组来接收标准功率源1输出的直流信号中的交变成分和被测电能表2输出的直流信号中的交变成分，并产生相应的交变磁场。其中第一铁芯和第一绕组为主动式，第二铁芯和第二绕组为被动式，第三铁芯和第三绕组为平衡式。
[0058] 求和电路302对第一铁芯和第一绕组和第二铁芯和第二绕组输出的交变电压进行求和，得到误差信号。其中误差信号为两个交变电压之差，反映了两个交变电流之间的比例误差和相位误差。
[0059] 比例积分器303对求和电路302输出的误差信号进行比例积分运算，得到控制信号；其中控制信号为误差信号的比例积分输出，反映了误差信号的大小和变化趋势。
[0060] 功放304对比例积分器303输出的控制信号进行放大，得到平衡电流；其中平衡电流为控制信号的放大输出，用于驱动第三铁芯和第三绕组产生平衡磁场，以抵消第一铁芯和第二铁芯产生的磁场，从而实现闭环控制。
[0061] 宽频电流比较仪3能够利用多级铁心结构301产生磁场，并通过平衡绕组抵消原边被测电流产生的磁场，从而实现闭环控制。能够利用求和电路302、比例积分器203和功放304对交变成分进行误差检测和平衡控制，从而实现高精度、高速度、高稳定性和高线性度的电流比较。能够适应宽频动态信号的测量需求，扩展了直流电能计量的应用范围。
[0062] 宽频电压分压器4包括阻容并联分压网络401和缓冲器402，阻容并联分压网络401，用于对标准功率源1输出的电压信号U进行分压，得到分压后的电压信号U'，电压信号的表达式为：
U'=U*R2/(R1+R2+Zc)，
式中R1和R2为精密电阻，Zc为精密电容的阻抗；
缓冲器402，用于对阻容并联分压网络401输出的分压后的电压信号U'进行缓冲，得到缓冲后的电压信号U''。阻容并联分压网络401和标准功率源1信号连接，缓冲器402和阻容并联分压网络401信号连接。
[0063] 阻容并联分压网络401利用两个精密电阻和一个精密电容构成一个并联回路，并将该回路与标准功率源输出的电压信号U串联，从而实现对电压信号U进行分压，得到分压后的电压信号U'；其中采用以下公式进行分压计算：,
其中，R1和R2为精密电阻，Zc为精密电容的阻抗；
缓冲器402利用一个运算放大器构成一个跟随器，并将其输入端与阻容并联分压网络401输出端相连，从而实现对分压后的电压信号U'进行缓冲，得到缓冲后的电压信号U''；其中缓冲后的电压信号U''与分压后的电压信号U'相等，但具有更高的输出阻抗和更低的输入阻抗。
[0064] 宽频电压分压器4能够利用阻容并联分压网络401对具有动态特征的直流信号进行分压，得到分压后的电压信号U'，并能有效地抑制高频信号给带来的振荡。能够利用缓冲器402对分压后的电压信号U'进行缓冲，得到缓冲后的电压信号U''，从而克服回路中分布参数引入的误差，并提高分压器的频率响应特性。能够适应宽频动态信号的测量需求，扩展了直流电能计量的应用范围。
[0065] 数据采集模块5包括高速采样器501和存储器502，高速采样器501，用于对宽频电流比较仪3输出的电流比较结果 和宽频电压分压器4输出的缓冲后的电压信号U''进行高速采样，并将模拟信号转换为数字信号。存储器502，用于存储高速采样器501输出的数字信号。高速采样器501和宽频电流比较仪3、宽频电压分压器4信号连接，存储器502和高速采样器501信号连接。
[0066] 高速采样器501利用一个高速ADC芯片对宽频电流比较仪3输出的电流比较结果和宽频电压分压器4输出的缓冲后的电压信号U''进行高速采样，并将模拟信号转换为数字信号，得到数字化后的数据D；其中采用以下公式进行采样和数字化：，
其中， 为数字化后的数据；ADC为高速ADC芯片；为电流比较结果；U''为缓冲后的电压信号。存储器502利用一个高速RAM芯片对高速采样器501输出的数字信号进行存储；
其中采用以下公式进行存储：
，
其中，RAM为高速RAM芯片； 为数字化后的数据。
[0067] 利用高速采样器501对宽频动态信号进行高速采样，并将模拟信号转换为数字信号，提高了数据的精度和可处理性。利用存储器502对数字信号进行存储，方便了数据的传输和处理。能够适应宽频动态信号的测量需求，扩展了直流电能计量的应用范围。
[0068] 数据处理模块6包括动态特征参数提取器601和误差值计算器602，动态特征参数提取器601，用于对数据采集模块5输出的数字化后的数据D进行动态特征参数提取，得到直流信号的动态特征参数T，动态特征参数T包括幅值、频率、占空比、纹波。误差值计算器602，用于对数据采集模块5输出的数字化后的数据D进行误差值计算，得到被测电能表2的误差值E，误差的表达式为：，
式中P'为根据数据D计算出的标准功率值。动态特征参数提取器601、误差值计算器602均和数据采集模块5信号连接。
[0069] 动态特征参数提取器601利用一种基于小波变换和傅里叶变换相结合的算法对数据采集模块输出的数字化后的数据D进行动态特征参数提取，得到直流信号的动态特征参数T；其中采用以下公式进行参数提取：,
其中， 和 为有效值； 为基波频率； 为占空比； 为纹波系数；
误差值计算器602利用一种基于功率平衡原理和最小二乘法相结合的算法对数据采集模块输出的数字化后的数据D进行误差值计算，得到被测电能表的误差值E；其中采用以下公式进行误差计算：
，
其中，P'为根据数据D计算出的标准功率值； 为被测电能表显示的功率值。
[0070] 利用动态特征参数提取器601对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行动态特征参数提取，得到直流信号的动态特征参数，包括幅值、频率、占空比、纹波，提高了直流信号的表征能力和可分析性。利用误差值计算器602对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行误差值计算，得到被测电能表2的误差值E，从而实现对直流电能表误差检定。能够适应宽频动态信号的测量需求，扩展了直流电能计量的应用范围。
[0071] 宽频电流比较仪3能够对标准功率源1和被测电能表2输出的电流信号进行比较，得到电流比较结果。宽频电压分压器4能够对标准功率源1输出的电压信号进行分压，从而得到分压后的电压信号。数据采集模块5能够对宽频电流比较仪3输出的电流比较结果和宽频电压分压器4输出的分压后的电压信号进行高速的采样和数字化，从而得到数字化后的数据。数据处理模块6能够对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行高效的处理和分析，从而得到直流信号的动态特征参数和被测电能表2的误差值E。
[0072] 使用了信号特征提取方法，能够对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行时域和频域的特征提取，从而得到直流信号的均值、峰值、方差、功率谱密度、基频、谐波分量特征参数。使用了误差值计算公式，能够对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行误差值的计算，从而得到被测电能表2的误差值E。
[0073] 标准功率源1能够输出具有动态特征的直流信号，从而提高了电能计量的可靠性和稳定性。宽频电流比较仪3和宽频电压分压器4能够对电流信号和电压信号进行高精度的比较和分压，从而减少了测量误差和损耗。数据采集模块5能够对电流比较结果和分压后的电压信号进行高速的采样和数字化，从而提高了数据的质量和分辨率。数据处理模块6能够对数字化后的数据进行高效的处理和分析，从而提高了数据的准确性和有效性。
[0074] 实施例2，本发明还提供一种应用于上述各个实施例所述的基于宽频电流比较仪的测量系
统的同步控制方法，所述方法包括：生成一个同步时钟信号，并将同步时钟信号发送到标准功率源1、被测电能表2、宽频电流比较仪3、宽频电压分压器4、数据采集模块5和数据处理模块6。
[0075] 各个模块根据同步时钟信号进行同步控制，使其在同一时刻开始或结束工作；其中标准功率源1根据同步时钟信号输出具有动态特征的直流信号；被测电能表2根据同步时钟信号接收直流信号并进行电能计量；宽频电流比较仪3根据同步时钟信号对直流信号中的交变成分进行比较；宽频电压分压器4根据同步时钟信号对直流信号进行分压；数据采集模块5根据同步时钟信号对比较结果和分压后的电压信号进行采样和数字化；数据处理模块6根据同步时钟信号对数字化后的数据进行处理和分析。
[0076] 利用同步时钟信号对宽频电流比较仪测量系统中的各个模块进行同步控制，提高了系统的工作效率和稳定性；能够避免由于各个模块之间的时间差异而导致的数据误差和信号干扰，提高了系统的测量精度和可靠性；能够适应宽频动态信号的测量需求，扩展了直流电能计量的应用范围。
[0077] 实施例3，本发明还提供一种基于宽频电流比较仪的测量方法，所述测量方法包括如下具体步骤：
标准功率源1输出具有动态特征的直流信号，该信号包括电压信号U和电流信号
。标准功率源1根据直流信号特征库中的复杂动态波形进行分解和量化，并按时域上对应波形的幅值以数字信息存储在寄存器中，经过DAC变换，实现特征波形的模态拟合输出，并通过放大器和恒流源将小信号电压转换为大信号电压和大信号电流。
[0078] 被测电能表2接收标准功率源1输出的直流信号，并进行电能计量，得到被测电能值P。被测电能表2接收标准功率源1输出的直流信号，并根据其内部算法进行电能计量，得到被测电能值，并将其输出端与标准功率源1并联。
[0079] 宽频电流比较仪3对标准功率源1输出的电流信号 和被测电能表2输出的电流信号 进行比较，得到电流比较结果 。宽频电流比较仪3利用多级铁心结构301产生磁场，并通过平衡绕组抵消原边被测电流产生的磁场，从而实现闭环控制；并利用求和电路302、比例积分器303和功放304对交变成分进行误差检测和平衡控制，从而实现高精度、高速度、高稳定性和高线性度的电流比较。
[0080] 宽频电压分压器4对标准功率源1输出的电压信号U进行分压，得到分压后的电压信号U'，并对分压后的电压信号U'进行缓冲，得到缓冲后的电压信号U''。宽频电压分压器4利用阻容并联分压网络401对标准功率源1输出的电压信号进行分压，得到分压后的电压信号U'，并利用缓冲器402对分压后的电压信号U'进行缓冲，得到缓冲后的电压信号U''，从而克服回路中分布参数引入的误差，并能有效地抑制高频信号给带来的振荡，提高分压器的频率响应特性。
[0081] 数据采集模块5对宽频电流比较仪3输出的电流比较结果 和宽频电压分压器4输出的缓冲后的电压信号U''进行采样和数字化，得到数字化后的数据D。数据采集模块5利用高速采样器501对宽频电流比较仪3输出的电流比较结果 和宽频电压分压器4输出的缓冲后的电压信号进行高速采样，并将模拟信号转换为数字信号，并利用存储器502对数字信号进行存储。
[0082] 数据处理模块6对数据采集模块5输出的数字化后的数据D进行处理和分析，得到直流信号的动态特征参数T和被测电能表2的误差值E。数据处理模块6利用动态特征参数提取器601对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行动态特征参数提取，得到直流信号的动态特征参数，包括幅值、频率、占空比、纹波；并利用误差值计算器602对数据采集模块5输出的数字化后的数据进行误差值计算，得到被测电能表2的误差值E，从而实现对直流信号的精密测量和分析。
[0083] 本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
