交变电流测量方法、装置、系统与计算机可读存储介质

1.本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及交变电流测量方法、装置、系统与计算机可读存储介质。


背景技术：

2.电流在科学研究和工程应用中是一个非常关键的物理量；因此，发展高精度电流测量技术具有重要的意义。而对于交变电流，目前主要通过电磁感应的方式进行测量，但通电导体会在其周围空间产生磁场，此外在通电导体周围的环境中存在与通电导体电流无关的背景磁场，背景磁场包括如地表磁场、待测电路中产生的其他磁场等，背景磁场的存在会显著影响通过电磁感应的方式对交变电流进行测量的精度。
3.因此，如何提高交变电流测量的精度，是急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提出一种交变电流测量方法、装置、系统与计算机可读存储介质，旨在解决如何提高交变电流测量的精度的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种交变电流测量方法，所述交变电流测量方法包括如下步骤：
6.将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；
7.确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；
8.基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
9.可选地，将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置的步骤包括：
10.确定所述待测电路对应的预测交变电流强度，基于所述预测交变电流强度确定测量导体，并将所述待测电路与所述测量导体连接；
11.获取所述测量导体的形状，并根据预设测量位置确定规则和所述测量导体的位置和形状确定测量位置。
12.可选地，通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量的步骤包括：
13.获取所述螺线管的线圈面积和线圈匝数，并确定所述测量位置中的总磁感应强度；
14.通过所述螺线管和所述辅助电路基于所述线圈面积、所述线圈匝数和所述总磁感应强度，确定所述测量位置中的总磁场磁通量。
15.可选地，基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度的步骤包括：
16.基于所述背景磁场磁通量确定交变电流补偿值，并确定所述总磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系；
17.获取所述辅助电路的电阻值、电容值和电容电压，并基于所述第一换算关系、所述电阻值、所述电容值、所述电容电压和所述交变电流补偿值，确定所述交变电流强度。
18.可选地，测量位置包括第一测量位置和第二测量位置，所述总磁场磁通量包括第一总磁场磁通量和第二总磁场磁通量，所述确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量的步骤包括：
19.基于预设规则，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量；
20.通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量，所述第一总磁场磁通量和所述第二总磁场磁通量的值不同。
21.可选地，螺线管包括第一螺线管和第二螺线管，所述辅助电路包括第一辅助电路和第二辅助电路，所述通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量的步骤包括：
22.获取所述第一螺线管的第一线圈面积和第一线圈匝数，并确定所述第一测量位置中的第一总磁感应强度；
23.通过所述第一螺线管和所述第一辅助电路基于所述第一线圈面积、所述第一线圈匝数和所述第一总磁感应强度，确定所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量；
24.获取所述第二螺线管的第二线圈面积和第二线圈匝数，并确定所述第二测量位置中的第二总磁感应强度；
25.通过所述第二螺线管和所述第二辅助电路基于所述第二线圈面积、所述第二线圈匝数和所述第二总磁感应强度，确定所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量。
26.可选地，基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度的步骤包括：
27.确定所述第一总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第二换算关系，并确定所述第二总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第三换算关系；
28.基于所述第二换算关系、所述第三换算关系、所述第一总磁场磁通量、所述第二总磁场磁通量和所述背景磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
29.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种交变电流测量装置，所述交变电流测量装置包括：
30.第一确定模块，用于将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；
31.第二确定模块，用于确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；
32.第三确定模块，用于基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
33.进一步地，所述第一确定模块还用于：
34.确定所述待测电路对应的预测交变电流强度，基于所述预测交变电流强度确定测
量导体，并将所述待测电路与所述测量导体连接；
35.获取所述测量导体的形状，并根据预设测量位置确定规则和所述测量导体的位置和形状确定测量位置。
36.进一步地，所述第二确定模块还用于：
37.获取所述螺线管的线圈面积和线圈匝数，并确定所述测量位置中的总磁感应强度；
38.通过所述螺线管和所述辅助电路基于所述线圈面积、所述线圈匝数和所述总磁感应强度，确定所述测量位置中的总磁场磁通量。
39.进一步地，所述第三确定模块还用于：
40.基于所述背景磁场磁通量确定交变电流补偿值，并确定所述总磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系；
41.获取所述辅助电路的电阻值、电容值和电容电压，并基于所述第一换算关系、所述电阻值、所述电容值、所述电容电压和所述交变电流补偿值，确定所述交变电流强度。
42.进一步地，所述第二确定模块还用于：
43.基于预设规则，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量；
44.通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量，所述第一总磁场磁通量和所述第二总磁场磁通量的值不同。
45.进一步地，所述第二确定模块还用于：
46.获取所述第一螺线管的第一线圈面积和第一线圈匝数，并确定所述第一测量位置中的第一总磁感应强度；
47.通过所述第一螺线管和所述第一辅助电路基于所述第一线圈面积、所述第一线圈匝数和所述第一总磁感应强度，确定所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量；
48.获取所述第二螺线管的第二线圈面积和第二线圈匝数，并确定所述第二测量位置中的第二总磁感应强度；
49.通过所述第二螺线管和所述第二辅助电路基于所述第二线圈面积、所述第二线圈匝数和所述第二总磁感应强度，确定所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量。
50.进一步地，所述第三确定模块还用于：
51.确定所述第一总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第二换算关系，并确定所述第二总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第三换算关系；
52.基于所述第二换算关系、所述第三换算关系、所述第一总磁场磁通量、所述第二总磁场磁通量和所述背景磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
53.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种交变电流测量系统，所述交变电流测量系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的交变电流测量程序，所述交变电流测量程序被所述处理器执行时实现如上所述的交变电流测量方法的步骤。
54.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有交变电流测量程序，所述交变电流测量程序被处理器执行时实现如上所
述的交变电流测量方法的步骤。
55.本发明提出的交变电流测量方法，将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。本发明通过确定测量位置中的总磁场磁通量和背景磁场磁通量，利用总磁场磁通量和背景磁场磁通量计算出待测电路对应的交变电流强度，通过将背景磁场磁通量考虑在计算过程中，在计算过程中将背景磁场磁通量消除，进而提高基于磁场的交变电流测量的精度。
附图说明
56.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
57.图2为本发明交变电流测量方法第一实施例的流程示意图；
58.图3为本发明利用一组螺线管和辅助电路测量交变电流强度的场景示意图；
59.图4为本发明交变电流测量方法第二实施例确定总磁场磁通量的流程示意图；
60.图5为本发明交变电流测量方法第二实施例确定交变电流强度的流程示意图；
61.图6为本发明利用两组螺线管和辅助电路测量交变电流强度的场景示意图；
62.图7为本发明交变电流测量方法第三实施例确定背景磁场磁通量和总磁场磁通量的流程示意图；
63.图8为本发明交变电流测量方法第三实施例确定交变电流强度的流程示意图。
64.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
65.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
66.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
67.本发明实施例设备可以是pc机或服务器设备。
68.如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
69.本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
70.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及交变电流测量程序。
71.其中，操作系统是管理和控制便携交变电流测量系统与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、交变电流测量程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。
72.在图1所示的交变电流测量系统中，所述交变电流测量系统通过处理器1001调用存储器1005中存储的交变电流测量程序，并执行下述交变电流测量方法各个实施例中的操作。
73.基于上述硬件结构，提出本发明交变电流测量方法实施例。
74.参照图2，图2为本发明交变电流测量方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：
75.步骤s10，将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；
76.步骤s20，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；
77.步骤s30，基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
78.本实施例交变电流测量方法运用于交变电流测量设备中，交变电流测量设备可以是终端、pc设备或者电流表等，为描述方便，以交变电流测量设备为例进行描述；交变电流测量设备中包括测量导体、磁测系统、电流换算器和电流显示器，相关测量人员先将待测电路与交变电流测量设备中的测量导体连接，交变电流测量设备根据测量导体的位置确定测量位置；交变电流测量设备确定测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过磁测系统中提前设置的螺线管和辅助电路测量测量位置中的总磁场磁通量；交变电流测量设备通过电流换算器基于背景磁场磁通量和总磁场磁通量，确定待测电路对应的交变电流强度，再通过电流显示器将待测电路对应的交变电流强度向相关测量人员进行展示。
79.本实施例的交变电流测量方法，将待测电路与测量导体连接，并根据测量导体的位置确定测量位置；确定测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量测量位置中的总磁场磁通量；基于背景磁场磁通量和总磁场磁通量，确定待测电路对应的交变电流强度。本发明通过确定测量位置中的总磁场磁通量和背景磁场磁通量，利用总磁场磁通量和背景磁场磁通量计算出待测电路对应的交变电流强度，通过将背景磁场磁通量考虑在计算过程中，在计算过程中将背景磁场磁通量消除，进而提高基于磁场的交变电流测量的精度。
80.以下将对各个步骤进行详细说明：
81.步骤s10，将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；
82.在本实施例中，相关测量人员先将待测电路与交变电流测量设备中的测量导体连接，交变电流测量设备根据测量导体的位置和形状以及相关的预设测量位置确定规则确定测量位置，以及测量位置的数量。需要说明的是，测量导体为交变电流测量设备与待测电路相连接的部分，该测量导体为特定形状的一段导线，可以为直线段、圆形螺线管、方形螺线管或其他形状。
83.具体地，步骤s10包括：
84.步骤s101，确定所述待测电路对应的预测交变电流强度，基于所述预测交变电流强度确定测量导体，并将所述待测电路与所述测量导体连接；
85.在该步骤中，相关测量人员先对待测电路进行分析，确定待测电路对应的预测交
变电流强度，并将预测交变电流强度上传到交变电流测量设备，交变电流测量设备确定预测交变电流强度，基于预测交变电流强度确定测量导体，并将待测电路与测量导体连接；可选地，交变电流测量设备根据待测电路和实际测量需求，如待测电路的交变电流强度的取值范围，确定测量导体为一根直导线、匝数为n的圆形螺线管、匝数为n的方形螺线管或其他形状的导线。可选地，交变电流测量设备内部可以设置多段不同形状如直导线、匝数为n的圆形螺线管、匝数为n的方形螺线管或其他形状的测量导体，通过选择按钮或开关，实现选择其中一种形状的测量导体与待测电路连接。
86.步骤s102，获取所述测量导体的形状，并根据预设测量位置确定规则和所述测量导体的位置和形状确定测量位置。
87.在该步骤中，交变电流测量设备在确定测量导体后，获取测量导体的形状，并根据预设测量位置确定规则和测量导体的位置和形状确定测量位置；需要说明的是，预设测量位置确定规则是通过多次试验提前设定的，基于预设测量位置确定规则确定测量位置，能够减少测量位置对交变电流测量的影响，提高测量精度；
88.进一步地，交变电流测量设备可根据实际测量需求，如可接受的测量误差，结合测量导体的形状、测量导体的位置以及预设测量位置确定规则，确定测量位置以及测量位置的数量，其中测量位置的数量至少是一个。
89.步骤s20，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；
90.在本实施例中，交变电流测量设备在确定测量位置后，通过磁测系统确定测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过磁强计测量测量位置中的总磁场磁通量；可以理解的是，背景磁场为除了待测电路中的电流使得测量导体产生的磁场之外的其他磁场，如地表磁场、待测电路中产生的其他磁场等；总磁场为测量导体周围存在的所有磁场的总和；辅助电路可为一个电阻，也可为与电阻和电容构成rlc电路，
91.示例性地，当确定测量位置之后，螺线管和辅助电路在测量位置中测量确定的总磁场磁通量φb(t)为：φb(t)＝αi(t)+φa(t)，其中，αi(t)是待测电路中的交变电流使得测量导体产生的磁场，α为常数与螺线管相对待测电路的位置有关，φa(t)是背景磁场磁通量。可选地，交变电流测量设备的磁测系统中有n个螺线管和对应的辅助电路，每个螺线管和辅助电路在对应的测量位置处测量出来的总磁场磁通量分别为：φ
b1
(t)、φ
b2
(t)
……
φ
bn
(t)，其中n的最小值为1，并且可以对每个测量位置可采用多个螺线管和辅助电路测量的总磁场磁通量，再取所有总磁场磁通量的均值确定对应的测量位置的总磁场磁通量，提高确定总磁场磁通量的准确性。
92.步骤s30，基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的电流强度。
93.在本实施例中，交变电流测量设备通过电流换算器基于背景磁场磁通量和总磁场磁通量，表达出待测电路的交变电流使得测量导体产生的磁场磁通量，再根据背景磁场磁通量、总磁场磁通量、待测电路的交变电流使得测量导体产生的磁场磁通量三者之间的关系，将背景磁场磁通量剔除或融入计算过程中，进而确定待测电路对应的交变电流强度，再通过电流显示器将待测电路对应的交变电流强度进行展示。
94.示例性地，交变电流测量设备通过电流换算器基于公式φb(t)＝αi(t)+φa(t)，和
可通过上述n个螺线管和对应的辅助电路测量得到的总磁场磁通量及通过合适的计算消除背景磁场所贡献的磁通量φa(t)，可获得公式f(φ
b1
(t)、φ
b2
(t)
……
φ
bn
(t))＝βi(t)，其中，f表示某一函数的符号，其具体表达式由磁测系统的设置决定，β为一个常数，需要事先通过实验分析获取公式f(φ
b1
(t)、φ
b2
(t)
……
φ
bn
(t))＝βi(t)的具体表达式。电流换算器根据公式f(φ
b1
(t)、φ
b2
(t)
……
φ
bn
(t))＝βi(t)的具体表达式，基于上述螺线管和对应的辅助电路的测量值之间做相关换算，消除背景磁场磁通量，利用n个螺线管和对应的辅助电路所测量得到的磁场信息换算出待测电路的交变电流强度的具体数值。之后，再由电流显示器将所获得的交变电流强度显示出来。
95.本实施例的交变电流测量设备将待测电路与测量导体连接，并根据测量导体的位置确定测量位置；确定测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量测量位置中的总磁场磁通量；基于背景磁场磁通量和总磁场磁通量，确定待测电路对应的交变电流强度。本发明通过确定测量位置中的总磁场磁通量和背景磁场磁通量，利用总磁场磁通量和背景磁场磁通量计算出待测电路对应的交变电流强度，通过将背景磁场磁通量考虑在计算过程中，在计算过程中将背景磁场磁通量消除，进而提高基于磁场的交变电流测量的精度。
96.进一步地，参考图3、图4和图5，提出本发明交变电流测量方法第二实施例。
97.交变电流测量方法的第二实施例与交变电流测量方法的第一实施例的区别在于，通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量的步骤包括：
98.步骤s201，获取所述螺线管的线圈面积和线圈匝数，并确定所述测量位置中的总磁感应强度；
99.在本实施例中，交变电流测量设备获取螺线管的线圈面积和线圈匝数，并确定测量位置中的总磁感应强度；可以理解的是，线圈面积是指螺线圈中的一圈线圈形成的圆的面积，线圈匝数是指螺线管中线圈的圈数，测量位置中的总磁感应强度可以通过例如磁强计等设备测量确定，总磁感应强度为测量位置上的背景磁感应强度和待测电流的螺线管产生的磁感应强度的矢量和。
100.步骤s202，通过所述螺线管和所述辅助电路基于所述线圈面积、所述线圈匝数和所述总磁感应强度，确定所述测量位置中的总磁场磁通量。
101.在本实施例中，交变电流测量设备通过螺线管和辅助电路基于线圈面积、线圈匝数和总磁感应强度，确定测量位置中的总磁场磁通量；具体地，交变电流测量设备在确定测量位置中的总磁场强度后，将线圈面积、线圈匝数和总磁感应强度相乘，得到测量位置中的总磁场磁通量。
102.进一步地，步骤s30包括：
103.步骤s301，基于所述背景磁场磁通量确定交变电流补偿值，并确定所述总磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系；
104.在本实施例中，交变电流测量设备在计算交变电流强度时，将所有的背景磁场的磁通量都视为一个定值，不考虑背景磁场的磁通量在螺线管中产生的感应电动势，而是在前期的试验测试中，将背景磁场的磁通量使得螺线管产生的感应电动势换算为交变电流补偿值，作为最终计算交变电流强度的补偿，提高交变电流测量的精度；基于此，可以确定总磁场磁通量与待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系为：
[0105][0106]
其中，ε(t)为测量位置上的总磁场磁通量使得螺线管产生的感应电动势，φb(t)为总磁场磁通量，α为常数与螺线管相对待测电路的位置有关，i(t)为待测电路中的交变电流。
[0107]
步骤s302，获取所述辅助电路的电阻值、电容值和电容电压，并基于所述第一换算关系、所述电阻值、所述电容值、所述电容电压和所述交变电流补偿值，确定所述交变电流强度。
[0108]
在本实施例中，待测电路和测量导体连接后，待测电路中的交变电流流经测量导体，测量导体产生对应的磁场，位于测量位置上的螺线管受到该磁场产生的磁通量的影响，产生感应电动势，并且感应电动势作用在辅助电路中的电容中形成的电容电压，交变电流测量设备获取螺线管在辅助电路中的电容中形成的电容电压。如图3所示，选择形状为圆形螺线管的测量导体与外接待测电流电路连接，测量位置为一个，并位于形状为圆形螺线管的测量导体的右侧，螺线管与辅助电路连接，辅助电路为一个电阻和一个电容构成rlc电路，uc(t)为电容电压；交变电流测量设备获取辅助电路的电阻值、电容值和电容电压，并基于第一换算关系、电阻值、电容值、电容电压和交变电流补偿值，确定待测电路中的交变电流强度。具体地，第一换算关系为：
[0109][0110]
辅助电路中rc串联的时间常数远大于交流电周期，辅助电路中的电流可近似为：
[0111][0112]
于是，可得待测电路中的交变电流强度为：
[0113][0114]
其中，r为电阻值，c为电容值，d是一个常数，是在前期的试验测试中，将背景磁场的磁通量产生的感应电动势换算为交变电流补偿值。
[0115]
本实施例的交变电流测量设备将背景磁场的磁通量使得螺线管产生的感应电动势换算为交变电流补偿值，作为最终计算交变电流强度的补偿，通过总磁场磁通量与待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系、辅助电路的电阻值、电容值和电容电压以及交变电流补偿值，确定待测电路中的交变电流强度，使得在计算过程中考虑背景磁场磁通量，避免未考虑背景磁场磁通量对交变电流强度测量带来的影响，提高了交变电流强度测量的精度。
[0116]
进一步地，参考图6、图7和图8，提出本发明交变电流测量方法第三实施例。
[0117]
交变电流测量方法的第三实施例与交变电流测量方法的第一实施例和第二实施例的区别在于，步骤s20包括：
[0118]
步骤s203，基于预设规则，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量；
[0119]
在本实施例中，交变电流测量设备基于预设规则，确定测量位置对应的背景磁场
磁通量，可以理解的是，交变电流测量设备不需要真正测量出测量位置对应的背景磁场磁通量，而是假设存在背景磁场磁通量。如图6所示，螺线管1和螺线管2分别位于两个不同的测量位置，螺线管1和螺线管2的切面相互平行，且螺线管1和螺线管2之间的距离要放置足够近，使得背景磁场在螺线管1和螺线管2中产生的磁通量的大小近似相同。
[0120]
步骤s204，通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量，所述第一总磁场磁通量和所述第二总磁场磁通量的值不同。
[0121]
在该步骤中，测量位置包括第一测量位置和第二测量位置，总磁场磁通量包括第一总磁场磁通量和第二总磁场磁通量，交变电流测量设备通过螺线管和辅助电路测量第一测量位置中的第一总磁场磁通量和第二测量位置中的第二总磁场磁通量；如图6所示，螺线管3为测量导体，螺线管3外接待测电流电路，测量位置为两个，一个位于螺线管3的上方为第一测量位置，一个位于螺线管3的右侧为第二测量位置，第一测量位置上的螺线管1与第一辅助电路连接，第一辅助电路为一个电阻r1和一个电容c1构成的rlc电路，u
c1
(t)为电容电压，第二测量位置上的螺线管2与第二辅助电路连接，第二辅助电路为一个电阻r2和一个电容c2构成的rlc电路，u
c2
(t)为电容电压。需要说明的是，螺线管1中的第一总磁场磁通量和螺线管2中的第二总磁场磁通量的差异越大，可更为显著地提高交变电流测量精度；螺线管1和螺线管2的摆放位置不限定于如图6所示的位置，还可以将螺线管2放置在螺线管3的内部，将螺线管1放置在螺线管3的下方等，因此第一总磁场磁通量和第二总磁场磁通量的值不同。
[0122]
进一步地，步骤s204包括：
[0123]
步骤s2041，获取所述第一螺线管的第一线圈面积和第一线圈匝数，并确定所述第一测量位置中的第一总磁感应强度；
[0124]
步骤s2042，通过所述第一螺线管和所述第一辅助电路基于所述第一线圈面积、所述第一线圈匝数和所述第一总磁感应强度，确定所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量；
[0125]
在步骤s2041至步骤s2042中，交变电流测量设备获取第一螺线管的第一线圈面积和第一线圈匝数，并确定第一测量位置中的第一总磁感应强度；交变电流测量设备通过第一螺线管和第一辅助电路基于第一线圈面积、第一线圈匝数和第一总磁感应强度，确定第一测量位置中的第一总磁场磁通量；可以理解的是，第一线圈面积是指第一螺线圈中的一圈线圈形成的圆的面积，第一线圈匝数是指第一螺线管中线圈的圈数，第一测量位置中的第一总磁感应强度可以通过例如磁强计等设备测量确定，第一总磁感应强度为第一测量位置上的背景磁感应强度和待测电流的螺线管产生的磁感应强度的矢量和；具体地，交变电流测量设备在确定第一测量位置中的第一总磁场强度后，将第一线圈面积、第一线圈匝数和第一总磁感应强度相乘，得到第一测量位置中的第一总磁场磁通量。
[0126]
步骤s2043，获取所述第二螺线管的第二线圈面积和第二线圈匝数，并确定所述第二测量位置中的第二总磁感应强度；
[0127]
步骤s2044，通过所述第二螺线管和所述第二辅助电路基于所述第二线圈面积、所述第二线圈匝数和所述第二总磁感应强度，确定所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量。
[0128]
在步骤s2043至步骤s2044中，交变电流测量设备获取第二螺线管的第二线圈面积和第二线圈匝数，并确定第二测量位置中的第二总磁感应强度；交变电流测量设备通过第二螺线管和第二辅助电路基于第二线圈面积、第二圈匝数和第二总磁感应强度，确定第二测量位置中的第二总磁场磁通量；可以理解的是，第二线圈面积是指第二螺线圈中的一圈线圈形成的圆的面积，第二线圈匝数是指第二螺线管中线圈的圈数，第二测量位置中的第二总磁感应强度可以通过例如磁强计等设备测量确定，第二总磁感应强度为第二测量位置上的背景磁感应强度和待测电流的螺线管产生的磁感应强度的矢量和；具体地，交变电流测量设备在确定第二测量位置中的第二总磁场强度后，将第二线圈面积、第二线圈匝数和第二总磁感应强度相乘，得到第二测量位置中的第二总磁场磁通量。
[0129]
进一步地，步骤s30包括：
[0130]
步骤s303，确定所述第一总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第二换算关系，并确定所述第二总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第三换算关系；
[0131]
在本实施例中，交变电流测量设备在确定第一总磁场磁通量、第二总磁场磁通量和背景磁场磁通量后，确定第一总磁场磁通量、背景磁场磁通量与待测电路对应的交变电流强度的第二换算关系，并确定第二总磁场磁通量、背景磁场磁通量与待测电路对应的交变电流强度的第三换算关系，具体地，第二换算关系为φ
b1
(t)＝α1i(t)+φa(t)，第三换算关系为φ
b2
(t)＝α2i(t)+φa(t)，其中，φ
b1
(t)为第一总磁场磁通量，φ
b2
(t)为第二总磁场磁通量，φa(t)为背景磁场磁通量，i(t)为待测电路的交变电流，α1和α2为常数。
[0132]
步骤s304，基于所述第二换算关系、所述第三换算关系、所述第一总磁场磁通量、所述第二总磁场磁通量和所述背景磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
[0133]
在本实施例中，交变电流测量设备基于第二换算关系、第三换算关系、第一总磁场磁通量、第二总磁场磁通量和背景磁场磁通量，确定待测电路对应的交变电流强度；具体地，第二换算关系为φ
b1
(t)＝α1i(t)+φa(t)，第三换算关系为φ
b2
(t)＝α2i(t)+φa(t)，其中φ
b1
(t)为第一总磁场磁通量，φ
b2
(t)为第二总磁场磁通量，φa(t)为背景磁场磁通量，i(t)为待测电路的交变电流，α1和α2为常数，再结合公式：和可得：
[0134][0135]
将上述两式相减，将背景磁场磁通量φa(t)消除，进而可得：
[0136][0137]
由于上述参数均为已知，便可计算得到待测电路对应的交变电流强度。
[0138]
本实施例的交变电流测量设备通过测量两个测量位置中的总磁场磁通量，并设定两个测量位置中的背景磁场磁通量，进一步确定每个测量位置中总磁场磁通量、背景磁场磁通量与待测电路对应的交变电流强度的换算关系，进而通过运算，计算出待测电路对应
的交变电流强度，并且在计算过程中，将背景磁场磁通量消除，避免背景磁场磁通量对交变电流强度测量带来的影响，提高了交变电流强度测量的精度。
[0139]
本发明还提供一种交变电流测量装置，交变电流测量装置包括：
[0140]
第一确定模块，用于将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；
[0141]
第二确定模块，用于确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；
[0142]
第三确定模块，用于基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
[0143]
进一步地，所述第一确定模块还用于：
[0144]
确定所述待测电路对应的预测交变电流强度，基于所述预测交变电流强度确定测量导体，并将所述待测电路与所述测量导体连接；
[0145]
获取所述测量导体的形状，并根据预设测量位置确定规则和所述测量导体的位置和形状确定测量位置。
[0146]
进一步地，所述第二确定模块还用于：
[0147]
获取所述螺线管的线圈面积和线圈匝数，并确定所述测量位置中的总磁感应强度；
[0148]
通过所述螺线管和所述辅助电路基于所述线圈面积、所述线圈匝数和所述总磁感应强度，确定所述测量位置中的总磁场磁通量。
[0149]
进一步地，所述第三确定模块还用于：
[0150]
基于所述背景磁场磁通量确定交变电流补偿值，并确定所述总磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系；
[0151]
获取所述辅助电路的电阻值、电容值和电容电压，并基于所述第一换算关系、所述电阻值、所述电容值、所述电容电压和所述交变电流补偿值，确定所述交变电流强度。
[0152]
进一步地，所述第二确定模块还用于：
[0153]
基于预设规则，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量；
[0154]
通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量，所述第一总磁场磁通量和所述第二总磁场磁通量的值不同。
[0155]
进一步地，所述第二确定模块还用于：
[0156]
获取所述第一螺线管的第一线圈面积和第一线圈匝数，并确定所述第一测量位置中的第一总磁感应强度；
[0157]
通过所述第一螺线管和所述第一辅助电路基于所述第一线圈面积、所述第一线圈匝数和所述第一总磁感应强度，确定所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量；
[0158]
获取所述第二螺线管的第二线圈面积和第二线圈匝数，并确定所述第二测量位置中的第二总磁感应强度；
[0159]
通过所述第二螺线管和所述第二辅助电路基于所述第二线圈面积、所述第二线圈匝数和所述第二总磁感应强度，确定所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量。
[0160]
进一步地，所述第三确定模块还用于：
[0161]
确定所述第一总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第二换算关系，并确定所述第二总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第三换算关系；
[0162]
基于所述第二换算关系、所述第三换算关系、所述第一总磁场磁通量、所述第二总磁场磁通量和所述背景磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。
[0163]
本发明还提供一种交变电流测量系统。
[0164]
本发明的交变电流测量系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的交变电流测量程序，所述交变电流测量程序被所述处理器执行时实现如上所述的交变电流测量方法的步骤。
[0165]
其中，在所述处理器上运行的交变电流测量程序被执行时所实现的方法可参照本发明交变电流测量方法各个实施例，此处不再赘述。
[0166]
本发明还提供一种计算机可读存储介质。
[0167]
本发明计算机可读存储介质上存储有交变电流测量程序，所述交变电流测量程序被处理器执行时实现如上所述的交变电流测量方法的步骤。
[0168]
其中，在所述处理器上运行的交变电流测量程序被执行时所实现的方法可参照本发明交变电流测量方法各个实施例，此处不再赘述。
[0169]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0170]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0171]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0172]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种交变电流测量方法，其特征在于，所述交变电流测量方法包括如下步骤：将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。2.如权利要求1所述的交变电流测量方法，其特征在于，所述将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置的步骤包括：确定所述待测电路对应的预测交变电流强度，基于所述预测交变电流强度确定测量导体，并将所述待测电路与所述测量导体连接；获取所述测量导体的形状，并根据预设测量位置确定规则和所述测量导体的位置和形状确定测量位置。3.如权利要求1所述的交变电流测量方法，其特征在于，所述通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量的步骤包括：获取所述螺线管的线圈面积和线圈匝数，并确定所述测量位置中的总磁感应强度；通过所述螺线管和所述辅助电路基于所述线圈面积、所述线圈匝数和所述总磁感应强度，确定所述测量位置中的总磁场磁通量。4.如权利要求3所述的交变电流测量方法，其特征在于，所述基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度的步骤包括：基于所述背景磁场磁通量确定交变电流补偿值，并确定所述总磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第一换算关系；获取所述辅助电路的电阻值、电容值和电容电压，并基于所述第一换算关系、所述电阻值、所述电容值、所述电容电压和所述交变电流补偿值，确定所述交变电流强度。5.如权利要求1所述的交变电流测量方法，其特征在于，所述测量位置包括第一测量位置和第二测量位置，所述总磁场磁通量包括第一总磁场磁通量和第二总磁场磁通量，所述确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量的步骤包括：基于预设规则，确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量；通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量，所述第一总磁场磁通量和所述第二总磁场磁通量的值不同。6.如权利要求5所述的交变电流测量方法，其特征在于，所述螺线管包括第一螺线管和第二螺线管，所述辅助电路包括第一辅助电路和第二辅助电路，所述通过螺线管和辅助电路测量所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量和所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量的步骤包括：获取所述第一螺线管的第一线圈面积和第一线圈匝数，并确定所述第一测量位置中的第一总磁感应强度；通过所述第一螺线管和所述第一辅助电路基于所述第一线圈面积、所述第一线圈匝数和所述第一总磁感应强度，确定所述第一测量位置中的第一总磁场磁通量；
获取所述第二螺线管的第二线圈面积和第二线圈匝数，并确定所述第二测量位置中的第二总磁感应强度；通过所述第二螺线管和所述第二辅助电路基于所述第二线圈面积、所述第二线圈匝数和所述第二总磁感应强度，确定所述第二测量位置中的第二总磁场磁通量。7.如权利要求5所述的交变电流测量方法，其特征在于，所述基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度的步骤包括：确定所述第一总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第二换算关系，并确定所述第二总磁场磁通量、所述背景磁场磁通量与所述待测电路对应的交变电流强度的第三换算关系；基于所述第二换算关系、所述第三换算关系、所述第一总磁场磁通量、所述第二总磁场磁通量和所述背景磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。8.一种交变电流测量装置，其特征在于，所述交变电流测量装置包括：第一确定模块，用于将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；第二确定模块，用于确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；第三确定模块，用于基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。9.一种交变电流测量系统，其特征在于，所述交变电流测量系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的交变电流测量程序，所述交变电流测量程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的交变电流测量方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有交变电流测量程序，所述交变电流测量程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的交变电流测量方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种交变电流测量方法、装置、系统和计算机可读存储介质，该方法包括：将待测电路与测量导体连接，并根据所述测量导体的位置确定测量位置；确定所述测量位置对应的背景磁场磁通量，并通过螺线管和辅助电路测量所述测量位置中的总磁场磁通量；基于所述背景磁场磁通量和所述总磁场磁通量，确定所述待测电路对应的交变电流强度。本发明通过确定测量位置中的总磁场磁通量和背景磁场磁通量，利用总磁场磁通量和背景磁场磁通量计算出待测电路对应的交变电流强度，通过将背景磁场磁通量考虑在计算过程中，在计算过程中将背景磁场磁通量消除，进而提高基于磁场的交变电流测量的精度。精度。精度。


技术研发人员：王国强 张铁龙
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/18