CN104977464B - 一种高精度电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高精度电能表，包括：电源模块，其与电力线相连，对电压进行变压处理，并向用电元件提供电能；计量模块，包括多个计量部，每一所述计量部结构相同，所述计量部与所述电力线相连获取电能值并转化为脉冲信号输出；处理模块，所述处理模块与所述计量模块相连，接收所述脉冲信号并转化为对应的电能值数据，并对所述电能值数据进行计算获取最终电能值数据F；计数模块，所述计数模块与所述处理模块相连，接收所述处理模块输出的所述最终电能值数据F，并对所述最终电能值数据F进行累积计数。本发明中的计量模块包括多个计量部采集电能值的信息，并由所述计算单元进行处理最终获得更准确的用电量值，减少了测量误差。
Description
技术领域
本发明涉及电能表的技术领域，尤其涉及一种高精度电能表。
背景技术
在人们的日常生活中电是不可或缺的，相应的，人们在生活中也时常会接触到电能表，利用电能表来测量用电度数，但是现有技术中的电能表测量准确度不够，测量不够精确，误差较大。
如中国专利200710159913.8，名称：电能表，本发明的电能表具备下述端子单元和下述测量单元。上述端子单元具有将从外部电源供给的电流导入到负载的多个电流线、设置在上述多个电流线中的至少一个上而将流过负载的电流变换为与该电流成正比的磁场的线圈。上述测量单元具有产生与由上述线圈变换出的磁场成正比的电压的霍尔元件、检测上述多个电流线的电压的电压检测单元、以及根据由上述霍尔元件产生的电压和由上述电压检测单元检测出的电压计算出消耗电量的计算单元。根据上述电能表,能够容易地进行更换操作。
该装置用电量测量准确度不高，误差较大，给人们的日常生活造成一定的困扰。
发明内容
有鉴于此，本发明提出的一种高精度电能表，以解决现有技术中电能表测量用电量不准确，误差较大的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种高精度电能表，包括：
一电源模块，其与电力线相连，对电压进行变压处理，并向用电元件提供电能；
一计量模块，包括多个计量部，每一所述计量部结构相同，所述计量部与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述计量部与所述电力线相连获取电能值，并将所述电能值转化为脉冲信号输出；
一处理模块，其与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述处理模块还与所述计量模块相连，接收所述脉冲信号并转化为对应的电能值数据，并对所述电能值数据进行计算获取最终电能值数据F；
一计数模块，其与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述计数模块还与所述处理模块相连，接收所述处理模块输出的所述最终电能值数据F，并对所述最终电能值数据F进行累积计数，并将计数结果输出。
上述的一种高精度电能表，其中，所述最终电能值数据F计算公式为：
Fi＝min(Fi')
式中，F为最终获得的所述最终电能值数据，h为一定测量时间内分割的时间段的个数，为第i个时间段的电能值数据平均值，Fi'为第i个时间段的电能值数据标准差，Fi为h个时间段中所述电能值数据标准差的最小值，Fij为第i个时间段第j个所述计量部测量的所述脉冲信号转化的电能值数据，n为每次测量的所述计量部的个数，f(Fi')为第一筛选函数，对满足函数要求的数值进行筛选，Fia为第i个时间段的备选电能值数据，f(f(Fi'))为与所述第一筛选函数f(Fi')定义域相反的第二筛选函数，对满足函数要求的数值进行筛选。
上述的一种高精度电能表，其中，所述高精度电能表还包括一显示模块，其与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述显示模块还与所述计数模块相连，接收所述计数结果，并进行显示。
上述的一种高精度电能表，其中，所述处理模块包括：
一转化单元，其与所述计量部相连，接收所述脉冲信号并转化为电能值数据输出；
一计算单元，其与所述转化单元相连，接收所述电能值数据，并对其进行计算处理，获得最终电能值数据F并输出。
上述的一种高精度电能表，其中，所述计量部包括：
一电力线单元，其包括相线接入端、零线接入端和相线输出端，所述相线接入端与所述电力线中的相线相连，所述相线输出端与下一级电力设备相连；一电能计量单元，其与所述电力线相连，计算经由所述相线接入端和所述零线接入端的有功/无功的电能值并输出；
一脉冲信号输出单元，其与所述电能计量单元相连，接收所述电能值，并将所述电能值转化为与所述电能值成正比的脉冲信号并输出。
上述的一种高精度电能表，其中，所述电源模块包括：电源转换模块，其与所述电力线相连，对所述电压进行变压处理，并向所述计量模块、所述计数模块、所述处理模块和所述显示模块提供工作电力。
上述的一种高精度电能表，其中，所述显示模块包括显示屏，其与所述计数模块相连，接收所述计数结果，并将所述计数结果进行显示。
本发明由于采用了上述技术，产生的积极效果是：
(1)本发明中的计量模块包括多个计量部采集电能值的信息，并由所述计算单元进行处理最终获得更准确的用电量值，减少了测量误差。
(2)同时本发明中运用显示单元进行显示，读取更加方便。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明高精度电能表的功能框图；
图2为本发明高精度电能表中计量部的功能框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明高精度电能表的功能框图，请结合图1所示。一种高精度电能表，包括电源模块，计量模块，计数模块，处理模块和显示模块。
所述电源模块与电力线相连，将所述电力线电压进行变压处理，并将向各用电元件提供工作电力，所述计量模块与所述电力线相连，所述计量模块包括多个计量部，每一计量部计算经由所述电力线的有功/无功的电能值，并将所述电能值转化为与所述电能值成正比的脉冲信号；所述处理模块与所述计量模块相连，接收多个所述脉冲信号并将其转化为数据信号，并对所述数据信号进行计算处理获得最佳数据信号F并输出,所述计数模块与所述处理模块相连，接收所述最佳数据信号并进行累计处理，并将计数结果输出；所述显示单元与所述计数模块相连，接收所述计数模块输出的计数结果，并将所述计数结果进行显示。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
图2为本发明高精度电能表中计量部的功能框图，请结合图1和图2所示。所述计量模块每隔一定时间测量所述电能值，所述计量模块包括多个计量部，这样便可在同一时间内多次测量电能值，以减小测量误差，其中每一所述计量部包括电力线单元、电能计量单元和脉冲信号输出单元。
所述电力线单元包括相线接入端、零线接入端和相线输出端，所述相线接入端与所述电力线中的相线相连，所述相线输出端与下一级电力设备相连。所述电能计量单元对经由所述电力线单元的电能值进行计算，即所述电能计量单元计算经由所述相线接入端和所述零线接入端的有功/无功的电能值并输出。所述脉冲信号单元与所述电能计量单元相连，接收所述电能计量单元输出的电能值，并将所述电能值转化为与所述电能值成正比的脉冲信号并输出。由于所述计量部为多个，因此每一时间内所述计量部最终测得所述脉冲信号也为多个。
所述处理模块包括转化单元和计算单元，所述转化单元与每一所述脉冲信号输出单元均相连，接收多个所述脉冲信号输出单元输出的多个脉冲信号，并将其转化相应的电能值数据输出。
所述计算单元与所述转化单元相连，接收所述转化单元输出的电能值数据，并对所述电能值数据进行删选处理，获得最终电能值数据F。
其中F的计算公式为:
Fi＝min(Fi')
式中，F为最终获得的最终电能值数据，h为一定测量时间内分割的时间段的个数，为第i个时间段的电能值数据平均值，Fi'为第i个时间段的电能值数据标准差，Fi为h个时间段中电能值数据标准差的最小值，Fij为第i个时间段第j个计量部测量的脉冲信号转化的电能值数据，n为每次测量的计量部的个数，f(Fi')为第一筛选函数，对满足函数要求的数值进行筛选，Fia为第i个时间段的备选电能值数据，f(f(Fi'))为与第一筛选函数f(Fi')定义域相反的第二筛选函数，对满足函数要求的数值进行筛选。
所述计算单元接收所述转化单元输出的每一个电能值数据Fij，并求平均压力，以及标准差，并获得最小标准差作为第一筛选函数f(Fi')和第二筛选函数f(f(Fi'))的筛选标准对每个时间段的电能值数据平均值进行筛选，获得符合要求的时间段的电能值数据平均值，将不符合要求的电能值数据平均值剔除，并用所述备选电能值数据进行代替，最终获得一个优选的最终电能值数据F。
所述计数模块与所述计算单元相连，接收其输出的最终电能值数据F并将所述最终电能值数据F进行累计，并将累计的计算结果输出。
所述显示模块包括显示屏，其与所述计数模块相连，接收其输出的计算结果，并进行显示，方便使用者读取。
所述电源模块包括电源转换单元，其将所述电力线电压进行变压处理，并向所述计量模块、计数模块、处理模块和显示模块提供工作电力。
本发明中的计量模块包括多个计量部采集电能值的信息，并由所述计算单元进行处理最终获得更准确的用电量值，减少了测量误差；同时本发明中运用显示单元进行显示，读取更加方便。
综上所述，以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高精度电能表，其特征在于，包括：
一电源模块，其与电力线相连，对电压进行变压处理，并向用电元件提供电能；
一计量模块，包括多个计量部，每一所述计量部结构相同，所述计量部与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述计量部与所述电力线相连获取电能值，并将所述电能值转化为脉冲信号输出；
一处理模块，其与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述处理模块还与所述计量模块相连，接收所述脉冲信号并转化为对应的电能值数据，并对所述电能值数据进行计算获取最终电能值数据F；
一计数模块，其与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述计数模块还与所述处理模块相连，接收所述处理模块输出的所述最终电能值数据F，并对所述最终电能值数据F进行累积计数，并将计数结果输出所述最终电能值数据F计算公式为：
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式中，F为最终获得的所述最终电能值数据，h为一定测量时间内分割的时间段的个数，为第i个时间段的电能值数据平均值，Fi'为第i个时间段的电能值数据标准差，Fi为h个时间段中所述电能值数据标准差的最小值，Fij为第i个时间段第j个所述计量部测量的所述脉冲信号转化的电能值数据，n为每次测量的所述计量部的个数，f(Fi')为第一筛选函数，对满足函数要求的数值进行筛选，Fia为第i个时间段的备选电能值数据，f(f(Fi'))为与所述第一筛选函数f(Fi')定义域相反的第二筛选函数，对满足函数要求的数值进行筛选。
2.根据权利要求1所述的高精度电能表，其特征在于，所述高精度电能表还包括一显示模块，其与所述电源模块相连，获取运行所需电能，同时所述显示模块还与所述计数模块相连，接收所述计数结果，并进行显示。
3.根据权利要求1所述的高精度电能表，其特征在于，所述处理模块包括：一转化单元，其与所述计量部相连，接收所述脉冲信号并转化为电能值数据输出；
一计算单元，其与所述转化单元相连，接收所述电能值数据，并对其进行计算处理，获得最终电能值数据F并输出。
4.根据权利要求1所述的高精度电能表，其特征在于，所述计量部包括：一电力线单元，其包括相线接入端、零线接入端和相线输出端，所述相线接入端与所述电力线中的相线相连，所述相线输出端与下一级电力设备相连；一电能计量单元，其与所述电力线相连，计算经由所述相线接入端和所述零线接入端的有功/无功的电能值并输出；
一脉冲信号输出单元，其与所述电能计量单元相连，接收所述电能值，并将所述电能值转化为与所述电能值成正比的脉冲信号并输出。
5.根据权利要求2所述的高精度电能表，其特征在于，所述电源模块包括：电源转换模块，其与所述电力线相连，对所述电压进行变压处理，并向所述计量模块、所述计数模块、所述处理模块和所述显示模块提供工作电力。
6.根据权利要求2或5所述的高精度电能表，其特征在于，所述显示模块包括显示屏，其与所述计数模块相连，接收所述计数结果，并将所述计数结果进行显示。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171219 |