CN105005016B - 一种三相电能表现场校验系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种校验系统,公开了一种三相电能表现场校验系统及其方法,包括模拟单元、数字单元、被检电能表,还包括模数隔离模块,数字单元包括液晶触摸屏,被检电能表输出模拟信号,模数隔离模块对模拟电路与数字电路之间传输的信号进行电源隔离。本发明采用模拟电路与数字电路之间设置模数隔离电路,通过信号输入端增加温度补偿模块,使得系统具有较强的抗干扰能力和较高的可靠性,也大大提高了系统的测量精度,又通过校验仪上设置液晶触摸屏和蓝牙无线通讯接口,解决了传统键盘操作的复杂性,实现了所有操作均可以在PDA上进行,操作轻便,工作效率较高;采用脉冲比对法对校验系统进行相对误差计算,大大提高了校验系统的精确度。

Description

一种三相电能表现场校验系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种校验系统,尤其涉及一种三相电能表现场校验系统及其方法。
背景技术
现有三相电能表现场校验系统主要存在如下问题:一是模拟电路与数字电路之间缺少模数隔离电路,信号在模数转换过程中未进行电源隔离,使得在信号处理过程中系统抗干扰能力较弱、可靠性较低,而最终影响检测系统的测量精度;二是系统缺少温度补偿功能,由于校验仪及其内的电流互感器体积较小,取样方式一般都采用运放取样,温度敏感性大,导致自热影响大,也大大影响了校验仪的测量精度。
发明内容
本发明针对现有技术中现有三相电能表现场校验系统主要存在如下缺点:一是模拟电路与数字电路之间缺少模数隔离电路,信号在模数转换过程中未进行电源隔离,使得在信号处理过程中系统抗干扰能力较弱、可靠性较低,而最终影响检测系统的测量精度;二是系统缺少温度补偿功能,由于校验仪及其内的电流互感器体积较小,取样方式一般都采用运放取样,温度敏感性大,导致自热影响大,也大大影响了校验仪的测量精度,提供一种模拟电路与数字电路之间设置模数隔离电路实现电源隔离并增加温度补偿模块使得系统抗干扰能力较强、可靠性较高而大大提高系统测量精度的三相电能表现场校验系统及其方法。
为了解决上述技术问题,本发明通过下述技术方案得以解决:
一种三相电能表现场校验系统,包括设在模拟电路上的模拟单元、设在数字电路上的数字单元、与模拟单元连接的被检电能表,还包括连接在模拟单元与数字单元之间的模数隔离模块,数字单元包括用于数据显示和触摸信号输入的液晶触摸屏,被检电能表输出的模拟信号通过接线端子输入系统,经模拟电路、模数隔离模块、数字电路进行模数转换的信号处理,信号处理后得到的数字信号输出到液晶触摸屏,模数隔离模块对模拟电路与数字电路之间传输的信号进行电源隔离。模拟电路和数字电路之间的每个信号的来回都经过了模数隔离模块上的模数隔离电路进行了电源隔离。
模拟电路包括三相电压输入电路、三相电流输入电路和温度取样输入电路三部分。
液晶触摸屏上设有状态显示区、向量图区、误差校验区、电工参数区、功能键区,状态显示区、向量图区、误差校验区、电工参数区、功能键区分别位于触摸屏的顶部、左侧、中间、底部、右侧,状态显示区用于显示当前的参数设置状态、系统时间、蓝牙状态、电池电量状态,参数设置状态包括电表类型、输出频率、输入电流、仪器温度,向量图区用于显示测量时的电压电流矢量相互关系的向量图及接线判别结果,误差校验区用于显示电能表现场校验的主表误差和副表误差,电工参数区用于显示电工参数和变量,功能键区设有上下排列的六个功能键,六个功能键分别为波形显示键、谐波分析键、变比测量键、数据保存键、数据查询键、参数设置键。
作为优选,模拟单元包括三相电压输入模块、三相电流输入模块、有源补偿取样模块、程控运放模块、A/D转换器,模数隔离模块分别与A/D转换器、程控运放模块连接,三相电压输入模块与A/D转换器之间通过电阻分压电路连接,三相电流输入模块与有源补偿取样模块之间通过电流切换电路连接,三相电流输入模块与模数隔离模块之间通过电流切换电路连接,有源补偿取样模块、程控运放模块、A/D转换器依次连接;
三相电压从三相电压输入模块输入,经电阻分压电路进入A/D转换器进行模数转换;三相电流从三相电流输入模块输入,经电流切换电路依次流经有源补偿取样模块、程控运放模块,进入A/D转换器进行模数转换,有源补偿取样模块对输入的电流信号进行补偿和取样,程控运放模块对输入的电流信号进行程控放大。
作为优选,模拟单元还包括温度补偿模块,温度补偿模块与A/D转换器连接,温度补偿模块用于温度取样,温度取样信号进入A/D转换器进行模数转换。
温度补偿模块主要完成对仪器内部的温度进行取样,转换成小电压信号输入到多通道16位AD转换器的第七个通道进行模数转换。
作为优选,数字单元包括微处理器、蓝牙无线通讯模块、工控板、CPLD模块、光耦隔离模块,光耦隔离模块上设有被检表脉冲输入端子、标准电能脉冲输出端子、485读表通讯口,模数隔离模块分别与微处理器、CPLD模块连接,微处理器分别与工控板、蓝牙无线通讯模块、CPLD模块、光耦隔离模块连接,光耦隔离模块分别与工控板、CPLD模块,工控板与液晶触摸屏连接,工控板上设有网络接口、USB接口、串口调试口;微处理器控制蓝牙无线通讯模块与手持终端进行无线通讯,工控板控制液晶触摸屏的数据输出,485读表通讯口用于读取被检表的测量数据,网络接口用于程序调试与通讯扩展,USB接口用于校验数据导出与程序升级,串口调试口用于程序调试与数据监控。
微处理器控制CPLD模块输出两路频率信号,一路输出采样时序信号进入模数隔离模块,另一路输出标准电能脉冲信号,标准电能脉冲信号经光耦隔离模块输出到标准电能脉冲输出端子;从被检表脉冲输入端子输入电能脉冲,经过光耦隔离模块进入微处理器进行误差计算。
作为优选,三相电压输入模块上设有并行输入设置的A相电压输入端子、B相电压输入端子、C相电压输入端子,A相电压输入端子、B相电压输入端子、C相电压输入端子分别连接接入电阻分压电路。
三相电压输入电路为A相电压输入端子、B相电压输入端子和C相电压输入端子分别经过各自的电阻分压电路,取得三相电压小信号输入到多通道16位A/D转换器的三个通道进行模数转换。
作为优选,三相电流输入模块上设有并行输入设置的A相电流输入模块、B相电流输入模块、C相电流输入模块,A相电流输入模块、B相电流输入模块、C相电流输入模块分别连接接入电流切换电路。
作为优选,A相电流输入模块上设有并行输入设置的A相端子电流互感器、A相钳表,B相电流输入模块包括并行输入设置的B相端子电流互感器、B相钳表,C相电流输入模块包括并行输入设置的C相端子电流互感器、C相钳表。
三相电流的输入则有两种方式,一种方式是三相电流从端子面板上的六个电流端子分别输入到内部的A相端子电流互感器、B相端子电流互感器和C相端子电流互感器,取得三相电流小信号再分别输入到各自的电流切换电路;另一种方式是通过三把钳形电流互感器,即A相钳表、B相钳表和C相钳表,取得三相电流小信号之后,再从端子面板上的三个钳表端子输入到电流切换电路,数字电路中的32位微处理器输出控制信号对电流切换电路进行二选一控制,选中的一路电流小信号输入到有源补偿取样模块进行补偿和取样,取得三路小电压信号再输入到各自的程控运放模块,对信号进行程控放大,放大倍数也是由32位微处理器输出控制信号进行控制,三个程控运放模块的输出信号均输入到多通道16位A/D转换器的另三个通道进行模数转换。
作为优选,还包括设在校验仪上的端子面板,接线端子设在端子面板上,接线端子包括被检表脉冲输入端子、A相电压输入端子、B相电压输入端子、C相电压输入端子、公共端子、A相端子电流互感器、A相钳表、B相端子电流互感器、B相钳表、C相端子电流互感器、C相钳表,被检电能表上设有光电采样器、零线、进火线、出火线、四个电压接点、三个电流接点。
模拟电路和数字电路分别布设在模拟电路板和数字电路板上,模拟电路板和数字电路板均为印刷电路板,模拟电路板与数字电路板之间通过180度直线接插排针连接。校验仪外壳壳内设有端子安装板,端子安装板位于端子面板与模拟电路板之间,端子安装板与模拟电路板之间通过90度弯折接插排针固定连接,端子安装板与端子面板之间通过螺杆与螺母的组合进行固定连接。
电路连接线一端接在各个相应的接线端子上,电路连接线另一端从各个相应的接线端子穿入校验仪内,电路连接线经端子安装板的引导连接在模拟电路板上,电路连接线被束缚在90度弯折接插排针形成的引线空间内。
90度弯折接插排针的作用在于:90度弯折接插排针一端固定连接在端子安装板上,另一端固定卡接在模拟电路板上,可使得通过90度弯折接插排针将端子安装板与模拟电路板固定连接时的稳定性、平衡性能达到最佳效果。
180度直线接插排针的作用在于:一方面数字电路板和模拟电路板通过180度直线接插排针上的排线连接,另一方面180度直线接插排针又起了支撑数字电路板和模拟电路板的作用。
各个接线端子通过电路连接线穿入校验仪内形成一束束引线线束,一束束引线线束经引线空间连接在模拟电路所在的模拟电路板上,一束束引线线束被限制束缚在引线空间内。
多通道16位A/D转换器的采样时序是由32位微处理器控制CPLD模块输出得到的,每完成一个点的采样,多通道16位A/D转换器都会输出一个转换完成信号,这个信号输入到32位微处理器,作为中断信号,为32位微处理器提供了采样数据的读取时序。同时,多通道16位A/D转换器并行输出的16根数据线也将转换得到的16位数字传送给32位微处理器。微处理器根据读取时序进行数据读取,完成A/D采样过程。
32位微处理器与CPLD模块连接,控制CPLD模块输出两路频率信号,一路为A/D采样时序信号,另一路则是标准电能脉冲输出信号,标准电能脉冲输出信号经光耦隔离电路输出到标准电能脉冲输出端子。从被检表脉冲输入端子输入两路被检表电能脉冲经过光耦隔离模块输入到32位微处理器,与标准电能脉冲比对,进行误差计算。
一种三相电能表现场校验方法,包括误差计算方法,误差计算方法采用脉冲比对法,脉冲比对法的相对误差计算公式为:
其中:实测脉冲数为根据设定圈数测得的被检电能表脉冲的标准脉冲数;一个周波内N个采样点的电压电流和有功功率的计算公式分别为其中Pi、Pu分别为电流和电压的采样点,K为修正系数。
作为优选,还包括接线端子与被检电能表的接线方法,接线方法包括三相三线制接线方式、三相四线制接线方式、单相接线方式;三相三线制接线方式的步骤包括:a、先将光电采样器置于被检电能表正前方10~30mm处,调整光电采样器的上下位置至光速中心射在被检电能表圆盘上为止;b、再分别将被检电能表上的进火线和出火线接入,将A相钳表和B相钳表分别接上进火线和出火线,将A相电压输入端子、C相电压输入端子和公共端子分别接上三个电压接点,被检表脉冲输入端子接入光电采样器插座;三相四线制接线方式的步骤包括:c、先将光电采样器置于被检电能表正前方10~30mm处,调整光电采样器的上下位置至光速中心射在被检电能表圆盘上为止;d、再分别将被检电能表上的零线、进火线和出火线接入,将A相钳表、B相钳表和C相钳表分别接上进火线、出火线和零线,将A相电压输入端子、B相电压输入端子、C相电压输入端子和公共端子分别接上四个电压接点,被检表脉冲输入端子接入光电采样器插座;单相接线方式的步骤包括:e、先将光电采样器置于被检电能表正前方10~30mm处,调整光电采样器的上下位置至光速中心射在被检电能表圆盘上为止;f、再分别将被检电能表上的零线、进火线和出火线接入,将A相钳表接上出火线,将A相电压输入端子和公共端子分别接上进火线和零线,被检表脉冲输入端子接入光电采样器插座。
本发明专利的优点主要有:
一是A/D转换器为一片逐次逼近型16位A/D转换芯片,在输入模拟信号、输出数字信号到单片机过程中,其误码率极低。
二是运放电路采用1/2/4/8倍程控运放,可实时提高模拟信号的分辨率,也可提高采样精度。
三是采用带液晶触摸屏和蓝牙无线通讯接口的校验仪,解决了传统键盘操作的复杂性,实现了所有操作均可以在PDA上进行,通过自主设计的模拟电路板与数字电路板,大大提高了校验仪的采样精度与测量精度,又通过带接插排针的端子安装板,使得模拟电路板与数字电路板安设在校验仪上具有较高的稳定性、平衡性,且该校验仪结构简单,操作轻便,工作效率较高,既实用又便于装拆。
本发明由于采用了以上技术方案,具有显著的技术效果:采用模拟电路与数字电路之间设置模数隔离电路,通过信号输入端增加温度补偿模块,使得系统具有较强的抗干扰能力和较高的可靠性,也大大提高了系统的测量精度,又通过校验仪上设置液晶触摸屏和蓝牙无线通讯接口,解决了传统键盘操作的复杂性,实现了所有操作均可以在PDA上进行,操作轻便,工作效率较高;采用脉冲比对法对校验系统进行相对误差计算,大大提高了校验系统的精确度。
附图说明
图1为本发明三相电能表现场校验系统实施例的系统原理框图。
图2为本发明端子面板、模拟电路板、数字电路板装配实施例的结构示意图。
图3为本发明端子面板、端子安装板、模拟电路板装配实施例的结构示意图。
图4为本发明三相三线制接线方式实施例的结构示意图。
图5为本发明三相四线制接线方式实施例的结构示意图。
图6为本发明单相接线方式实施例的结构示意图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下:1-数字单元、2-模数隔离模块、3-模拟单元、4-被检电能表、5-端子面板、6-端子安装板、7-模拟电路板、8-数字电路板、9-180度直线接插排针、10-90度弯折接插排针、11-工控板、12-液晶触摸屏、13-微处理器、14-蓝牙无线通讯模块、15-光耦隔离模块、16-CPLD模块、31-A/D转换器、32-电阻分压电路、33-三相电压输入模块、34-温度补偿模块、35-三相电流输入模块、36-电流切换电路、37-有源补偿取样模块、38-程控运放模块、41-光电采样器、42-零线、43-进火线、44-出火线、45-电压接点、46-电流接点、111-串口调试口、112-网络接口、113-USB接口、151-被检表脉冲输入端子、152-标准电能脉冲输出端子、153-485读表通讯口、330-公共端子、331-A相电压输入端子、332-B相电压输入端子、333-C相电压输入端子、351-A相电流输入模块、352-B相电流输入模块、353-C相电流输入模块、3511-A相端子电流互感器、3512-A相钳表、3521-B相端子电流互感器、3522-B相钳表、3531-C相端子电流互感器、3532-C相钳表。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种三相电能表现场校验系统,如图1-6所示,包括设在模拟电路上的模拟单元3、设在数字电路上的数字单元1、与模拟单元连接的被检电能表4,还包括连接在模拟单元3与数字单元1之间的模数隔离模块2,数字单元包括用于数据显示和触摸信号输入的液晶触摸屏12,被检电能表4输出的模拟信号通过接线端子输入系统,经模拟电路、模数隔离模块2、数字电路进行模数转换的信号处理,信号处理后得到的数字信号输出到液晶触摸屏12,模数隔离模块2对模拟电路与数字电路之间传输的信号进行电源隔离。
模拟电路包括三相电压输入电路、三相电流输入电路和温度取样输入电路三部分。
液晶触摸屏12上设有状态显示区、向量图区、误差校验区、电工参数区、功能键区,状态显示区、向量图区、误差校验区、电工参数区、功能键区分别位于触摸屏的顶部、左侧、中间、底部、右侧,状态显示区用于显示当前的参数设置状态、系统时间、蓝牙状态、电池电量状态,参数设置状态包括电表类型、输出频率、输入电流、仪器温度,向量图区用于显示测量时的电压电流矢量相互关系的向量图及接线判别结果,误差校验区用于显示电能表现场校验的主表误差和副表误差,电工参数区用于显示电工参数和变量,功能键区设有上下排列的六个功能键,六个功能键分别为波形显示键、谐波分析键、变比测量键、数据保存键、数据查询键、参数设置键。
模拟单元3包括三相电压输入模块33、三相电流输入模块35、有源补偿取样模块37、程控运放模块38、A/D转换器31,模数隔离模块2分别与A/D转换器31、程控运放模块38连接,三相电压输入模块33与A/D转换器31之间通过电阻分压电路32连接,三相电流输入模块35与有源补偿取样模块37之间通过电流切换电路36连接,三相电流输入模块35与模数隔离模块2之间通过电流切换电路36连接,有源补偿取样模块37、程控运放模块38、A/D转换器31依次连接;
三相电压从三相电压输入模块33输入,经电阻分压电路32进入A/D转换器31进行模数转换;三相电流从三相电流输入模块35输入,经电流切换电路36依次流经有源补偿取样模块37、程控运放模块38,进入A/D转换器31进行模数转换,有源补偿取样模块37对输入的电流信号进行补偿和取样,程控运放模块38对输入的电流信号进行程控放大。
模拟单元3还包括温度补偿模块34,温度补偿模块34与A/D转换器31连接,温度补偿模块34用于温度取样,温度取样信号进入A/D转换器31进行模数转换。
数字单元1包括微处理器13、蓝牙无线通讯模块14、工控板11、CPLD模块16、光耦隔离模块15,光耦隔离模块15上设有被检表脉冲输入端子151、标准电能脉冲输出端子152、485读表通讯口153,模数隔离模块2分别与微处理器13、CPLD模块16连接,微处理器13分别与工控板11、蓝牙无线通讯模块14、CPLD模块16、光耦隔离模块15连接,光耦隔离模块15分别与工控板11、CPLD模块16连接,工控板11与液晶触摸屏12连接,工控板11上设有网络接口112、USB接口113、串口调试口111;微处理器13控制蓝牙无线通讯模块14与手持终端进行无线通讯,工控板11控制液晶触摸屏12的数据输出,485读表通讯口153用于读取被检表的测量数据,网络接口112用于程序调试与通讯扩展,USB接口113用于校验数据导出与程序升级,串口调试口111用于程序调试与数据监控;
微处理器13控制CPLD模块16输出两路频率信号,一路输出采样时序信号进入模数隔离模块2,另一路输出标准电能脉冲信号,标准电能脉冲信号经光耦隔离模块15输出到标准电能脉冲输出端子152;从被检表脉冲输入端子151输入电能脉冲,经过光耦隔离模块15进入微处理器13进行误差计算。
三相电压输入模块33上设有并行输入设置的A相电压输入端子331、B相电压输入端子332、C相电压输入端子333,A相电压输入端子331、B相电压输入端子332、C相电压输入端子333分别连接接入电阻分压电路32。
三相电流输入模块35包括并行输入设置的A相电流输入模块351、B相电流输入模块352、C相电流输入模块353,A相电流输入模块351、B相电流输入模块352、C相电流输入模块353分别连接接入电流切换电路36。
A相电流输入模块351上设有并行输入设置的A相端子电流互感器3511、A相钳表3512,B相电流输入模块352上设有并行输入设置的B相端子电流互感器3521、B相钳表3522,C相电流输入模块353上设有并行输入设置的C相端子电流互感器3531、C相钳表3532。
还包括设在校验仪上的端子面板5,接线端子设在端子面板5上,接线端子包括被检表脉冲输入端子151、A相电压输入端子331、B相电压输入端子332、C相电压输入端子333、公共端子330、A相端子电流互感器3511、A相钳表3512、B相端子电流互感器3521、B相钳表3522、C相端子电流互感器3531、C相钳表3532,被检电能表4上设有光电采样器41、零线42、进火线43、出火线44、四个电压接点45、三个电流接点46。
模拟电路和数字电路分别布设在模拟电路板7和数字电路板8上,模拟电路板7和数字电路板8均为印刷电路板,模拟电路板7与数字电路板8之间通过180度直线接插排针9连接。校验仪外壳壳内设有端子安装板6,端子安装板6位于端子面板5与模拟电路板7之间,端子安装板6与模拟电路板7之间通过90度弯折接插排针10固定连接,端子安装板6与端子面板5之间通过螺杆与螺母的组合进行固定连接。
电路连接线一端接在各个相应的接线端子上,电路连接线另一端从各个相应的接线端子穿入校验仪内,电路连接线经端子安装板6的引导连接在模拟电路板7上,电路连接线被束缚在90度弯折接插排针10形成的引线空间内。
90度弯折接插排针10的作用在于:90度弯折接插排针10一端固定连接在端子安装板6上,另一端固定卡接在模拟电路板7上,可使得通过90度弯折接插排针10将端子安装板6与模拟电路板7固定连接时的稳定性、平衡性能达到最佳效果。
180度直线接插排针9的作用在于:一方面数字电路板8和模拟电路板7通过180度直线接插排针9上的排线连接,另一方面180度直线接插排针9又起了支撑数字电路板8和模拟电路板7的作用。
各个接线端子通过电路连接线穿入校验仪内形成一束束引线线束,一束束引线线束经引线空间连接在模拟电路所在的模拟电路板7上,一束束引线线束被限制束缚在引线空间内。
一种三相电能表现场校验方法,包括误差计算方法,误差计算方法采用脉冲比对法,脉冲比对法的相对误差计算公式为:
其中:实测脉冲数为根据设定圈数测得的被检电能表4脉冲的标准脉冲数;一个周波内N个采样点的电压电流和有功功率的计算公式分别为其中Pi、Pu分别为电流和电压的采样点,K为修正系数。
还包括接线端子与被检电能表4的接线方法,接线方法包括三相三线制接线方式、三相四线制接线方式、单相接线方式;三相三线制接线方式的步骤包括:a、先将光电采样器41置于被检电能表4正前方10~30mm处,调整光电采样器41的上下位置至光速中心射在被检电能表4圆盘上为止;b、再分别将被检电能表4上的进火线43和出火线44接入,将A相钳表3512和B相钳表3522分别接上进火线43和出火线44,将A相电压输入端子331、C相电压输入端子333和公共端子330分别接上三个电压接点45,被检表脉冲输入端子151接入光电采样器41插座;三相四线制接线方式的步骤包括:c、先将光电采样器41置于被检电能表4正前方10~30mm处,调整光电采样器41的上下位置至光速中心射在被检电能表4圆盘上为止;d、再分别将被检电能表4上的零线42、进火线43和出火线44接入,将A相钳表3512、B相钳表3522和C相钳表3532分别接上进火线43、出火线44和零线42,将A相电压输入端子331、B相电压输入端子332、C相电压输入端子333和公共端子330分别接上四个电压接点45,被检表脉冲输入端子151接入光电采样器41插座;单相接线方式的步骤包括:e、先将光电采样器41置于被检电能表4正前方10~30mm处,调整光电采样器41的上下位置至光速中心射在被检电能表4圆盘上为止;f、再分别将被检电能表4上的零线42、进火线43和出火线44接入,将A相钳表3512接上出火线44,将A相电压输入端子331和公共端子330分别接上进火线43和零线42,被检表脉冲输入端子151接入光电采样器41插座。
使用光电采样器41采集脉冲时,一次只能校验一块被检电能表4的误差,从脉冲输入引脚输入。
使用脉冲输入线采集电子式电能表脉冲时,可以同时校验主副表两块电能表的误差,其中一根脉冲采集线接到主表上,另一根脉冲采集线接到副表上。如果只需要校验一块电能表的误差,那么就只接其中一根脉冲采集线接到被检电能表4上即可,另一根脉冲采集线可以悬空。
配件中的脉冲输入线为四芯线,带四个鳄鱼夹,分成两组:红、黑鳄鱼夹为其中一根脉冲采集线,黄、黑鳄鱼夹为另一根脉冲采集线。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种三相电能表现场校验系统,包括设在模拟电路上的模拟单元(3)、设在数字电路上的数字单元(1)、与模拟单元连接的被检电能表(4),其特征在于:还包括连接在模拟单元(3)与数字单元(1)之间的模数隔离模块(2),数字单元包括用于数据显示和触摸信号输入的液晶触摸屏(12),被检电能表(4)输出的模拟信号通过接线端子输入系统,经模拟电路、模数隔离模块(2)、数字电路进行模数转换的信号处理,信号处理后得到的数字信号输出到液晶触摸屏(12),模数隔离模块(2)对模拟电路与数字电路之间传输的信号进行电源隔离;
模拟单元(3)包括三相电压输入模块(33)、三相电流输入模块(35)、有源补偿取样模块(37)、程控运放模块(38)、A/D转换器(31),模数隔离模块(2)分别与A/D转换器(31)、程控运放模块(38)连接,三相电压输入模块(33)与A/D转换器(31)之间通过电阻分压电路(32)连接,三相电流输入模块(35)与有源补偿取样模块(37)之间通过电流切换电路(36)连接,三相电流输入模块(35)与模数隔离模块(2)之间通过电流切换电路(36)连接,有源补偿取样模块(37)、程控运放模块(38)、A/D转换器(31)依次连接;三相电压从三相电压输入模块(33)输入,经电阻分压电路(32)进入A/D转换器(31)进行模数转换;三相电流从三相电流输入模块(35)输入,经电流切换电路(36)依次流经有源补偿取样模块(37)、程控运放模块(38),进入A/D转换器(31)进行模数转换,有源补偿取样模块(37)对输入的电流信号进行补偿和取样,程控运放模块(38)对输入的电流信号进行程控放大;模拟单元(3)还包括温度补偿模块(34),温度补偿模块(34)与A/D转换器(31)连接,温度补偿模块(34)用于温度取样,温度取样信号进入A/D转换器(31)进行模数转换;
数字单元(1)包括微处理器(13)、蓝牙无线通讯模块(14)、工控板(11)、CPLD模块(16)、光耦隔离模块(15),光耦隔离模块(15)上设有被检表脉冲输入端子(151)、标准电能脉冲输出端子(152)、485读表通讯口(153),模数隔离模块(2)分别与微处理器(13)、CPLD模块(16)连接,微处理器(13)分别与工控板(11)、蓝牙无线通讯模块(14)、CPLD模块(16)、光耦隔离模块(15)连接,光耦隔离模块(15)分别与工控板(11)、CPLD模块(16)连接,工控板(11)与液晶触摸屏(12)连接,工控板(11)上设有网络接口(112)、USB接口(113)、串口调试口(111);微处理器(13)控制蓝牙无线通讯模块(14)与手持终端进行无线通讯,工控板(11)控制液晶触摸屏(12)的数据输出,485读表通讯口(153)用于读取被检表的测量数据,网络接口(112)用于程序调试与通讯扩展,USB接口(113)用于校验数据导出与程序升级,串口调试口(111)用于程序调试与数据监控;
微处理器(13)控制CPLD模块(16)输出两路频率信号,一路输出采样时序信号进入模数隔离模块(2),另一路输出标准电能脉冲信号,标准电能脉冲信号经光耦隔离模块(15)输出到标准电能脉冲输出端子(152);从被检表脉冲输入端子(151)输入电能脉冲,经过光耦隔离模块(15)进入微处理器(13)进行误差计算;
三相电压输入模块(33)上设有并行输入设置的A相电压输入端子(331)、B相电压输入端子(332)、C相电压输入端子(333),A相电压输入端子(331)、B相电压输入端子(332)、C相电压输入端子(333)分别连接接入电阻分压电路(32);
三相电流输入模块(35)包括并行输入设置的A相电流输入模块(351)、B相电流输入模块(352)、C相电流输入模块(353),A相电流输入模块(351)、B相电流输入模块(352)、C相电流输入模块(353)分别连接接入电流切换电路(36);
A相电流输入模块(351)上设有并行输入设置的A相端子电流互感器(3511)、A相钳表(3512),B相电流输入模块(352)上设有并行输入设置的B相端子电流互感器(3521)、B相钳表(3522),C相电流输入模块(353)上设有并行输入设置的C相端子电流互感器(3531)、C相钳表(3532);
所述三相电能表现场校验系统还包括设在校验仪上的端子面板(5),接线端子设在端子面板(5)上,接线端子包括被检表脉冲输入端子(151)、A相电压输入端子(331)、B相电压输入端子(332)、C相电压输入端子(333)、公共端子(330)、A相端子电流互感器(3511)、A相钳表(3512)、B相端子电流互感器(3521)、B相钳表(3522)、C相端子电流互感器(3531)、C相钳表(3532),被检电能表(4)上设有光电采样器(41)、零线(42)、进火线(43)、出火线(44)、四个电压接点(45)、三个电流接点(46);
模拟电路和数字电路分别布设在模拟电路板(7)和数字电路板(8)上,模拟电路板(7)和数字电路板(8)均为印刷电路板,模拟电路板(7)与数字电路板(8)之间通过180度直线接插排针(9)连接;校验仪外壳壳内设有端子安装板(6),端子安装板(6)位于端子面板(5)与模拟电路板(7)之间,端子安装板(6)与模拟电路板(7)之间通过90度弯折接插排针(10)固定连接,端子安装板(6)与端子面板(5)之间通过螺杆与螺母的组合进行固定连接;
电路连接线一端接在各个相应的接线端子上,电路连接线另一端从各个相应的接线端子穿入校验仪内,电路连接线经端子安装板(6)的引导连接在模拟电路板(7)上,电路连接线被束缚在90度弯折接插排针(10)形成的引线空间内;
90度弯折接插排针(10)一端固定连接在端子安装板(6)上,另一端固定卡接在模拟电路板(7)上;
数字电路板(8)和模拟电路板(7)通过180度直线接插排针(9)上的排线连接,180度直线接插排针(9)支撑数字电路板(8)和模拟电路板(7)。
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