CN105911506A - 一种电能表的校正方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电能表的校正方法和设备，该方法应用于包含主控计算机的检测平台，所述检测平台与电能表的计量芯片通信连接，所述计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，所述方法包括：接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据；根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速；根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值；将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。本发明实施例中，可以在针对电能表的误差校正过程时，可以在减少误差校正时间的同时保证误差校正的准确度，进而提升了电能表误差校正的精度和效率。

Description

一种电能表的校正方法与设备

技术领域

本发明涉及通信检测技术领域，尤其涉及一种电能表的校正方法与设备。

背景技术

近年来，我国智能电网建设已经全面展开，智能电能表在全国范围内广泛应用，2011年仅国家电网公司招标总量就达到7600.88万只智能电能表。面对如此巨大的订单数量，很多生产厂家出现供货不及时和个别电能表误差超差等问题，智能电能表的误差校正是生产智能电能表中关系生产效率和产品质量的一个重要环节。

现有技术中智能电能表的误差校正一般包括增益校正、相位校正和Offset校正。RN8209芯片可以支持增益校正、相位校正和Offset校正，故大部分的智能电能表内置有RN8209芯片。RN8209芯片还能够测量有功功率、有功能量，并同时提供两路独立的有功功率和电流有效值、电压有效值、线频率、过零中断等，可以实现灵活的防窃电方案。

增益校正是通过配制RN8209芯片中的计量控制寄存器中来实现，具体计算过程包括：在100％Ib、PF＝1上读出误差为err，求出Pgain＝-err/(1+err)的值；如果Pgain>＝0，则GPQ＝INT[Pgain*215]，否则Pgain<0，则GPQ＝INT[216+Pgain*215]。

相位校正也是通过配制RN8209芯片中的计量控制寄存器中来实现，具体计算过程包括：在100％Ib，PF＝0.5L的时候读出误差err，去掉最大值和最小值，其他的值绝对值相加求平均值得出然后计算相位补偿值θ＝Arcsin如果θ>＝0，PFSH＝INT(θ/0.02°)，如果θ<0，PFSH＝INT(2^8+θ/0.02°)。

offset校正是在外部噪声(PCB噪声，变压器噪声等等)较大，积分所得能量影响到小信号精度的情况下，提高小信号有功精度的一种有效手段。若外部噪声对小信号有功精度影响较小，该步骤可忽略。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

(1)一般只有在增益校正时电流使用的是标准电流，而在相位校正和offset校正时电流较小，故误差显示需要更长的时间，从而导致了整个误差校正过程时间比较长，生产效率不高；

(2)如为了减少电能表的校表时间，在相位校正和offset校正时，选择只跑一圈脉冲，由于电流较小，则会导致误差结果极不稳定，误差校正需要5分钟左右，精度和效率均有待提高。

因此，现有技术在针对电能表的误差校正过程时，无法在减少误差校正时间的同时保证误差校正的准确度，进而影响了电能表误差校正的精度和效率。

发明内容

本发明提供了一种电能表的校正方法，在针对电能表的误差校正过程时，可以在减少误差校正时间的同时保证误差校正的准确度，进而提升了电能表误差校正的精度和效率。

该方法应用于包含主控计算机的检测平台，所述检测平台与电能表的计量芯片通信连接，所述计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，该方法包括：

接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据；

根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速；

根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值；

将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。

优选地，计算出增益校正的校正值，具体为：

读取第一预设条件下的第一误差值；

判断所述第一误差值是否处于预设第一误差范围内；

若是，则结束增益校正；

若否，则获取所述误差值并通过预设的增益校正公式计算出所述增益校正的校正值，并将所述增益校正的校正值写入所述计量芯片的增益校正寄存器。

优选地，计算出相位校正的校正值，具体为：

将所述相位校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

读取第二预设条件下的第二误差值；

判断所述第二误差值是否处于预设第二误差范围内；

若是，则结束相位校正；

若否，则获取所述误差值并通过预设的相位校正公式计算出所述相位校正的校正值，并将所述相位校正的校正值写入所述计量芯片的相位校正寄存器。

优选地，计算出Offset校正的校正值，具体为：

将所述Offset校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

读取第三预设条件下的第三误差值；

判断所述第三误差值是否处于预设第三误差范围内；

若是，则结束Offset校正；

若否，则获取所述第三误差值并通过预设的Offset校正公式计算出所述Offset校正的校正值，并将所述Offset校正的校正值写入所述计量芯片的有功偏置校正寄存器。

优选地，所述经验值为各自对应的校正值样本数据中出现频率最高的校正值。

优选地，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正，具体为：

所述电能表通过SPI通信修改所述计量芯片内的所述校正值以完成校正。

优选地，在接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据之前，还包括：

将计量控制寄存器进行初始化操作。

优选地，在将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正之后，还包括：

接收主控计算机下发的第二控制命令；

根据所述第二控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器退出脉冲加速。

优选地，所述电能表的计量芯片为RN8209芯片。

相应地，本发明还提供了一种电能表的校正设备，该校正设备应用于包含主控计算机的检测平台，所述检测平台与电能表的计量芯片通信连接，所述计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，该校正设备包括：

接收模块，接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据；

脉冲加速模块，根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速；

计算处理模块，根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值；

校正模块，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。

由此可见，通过应用本发米的技术方案，可以使计量控制寄存器进行脉冲加速，从而可以在针对电能表的误差校正过程时，可以在减少误差校正时间的同时保证误差校正的准确度，进而提升了电能表误差校正的精度和效率。

附图说明

图1为本申请提出的一种电能表的校正方法的流程示意图；

图2为本申请提出的一种电能表的校正设备的结构示意图。

具体实施方式

有鉴于现有技术中的问题，本申请提出一种电能表的校正方法，应用于包含主控计算机的检测平台，检测平台与电能表的计量芯片通信连接，计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，电能表的计量芯片为RN8209芯片。本申请技术方案当在针对电能表的误差校正过程时，可以在减少误差校正时间的同时保证误差校正的准确度，进而提升了电能表误差校正的精度和效率。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，为本申请提出的用户请求处理方法的流程示意图，包括以下步骤：

S101，接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据。

本发明实施例中，以主控计算机作为上位机向电能表发出操控命令。所述第一控制命令和校表数据是所述主控计算机通过485通信发送至所述电能表的。

在步骤S101之前，还包括：将计量控制寄存器进行初始化操作。

S102，根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速。

电能表的计量芯片(RN8209芯片)中的计量控制寄存器(EMUCON)中bit2-4位正常配置为000，其中CFSU[1:0]为EMUCON的bit2-3寄存器，CFSEUN为EMUCON的bit4寄存器。CFSEUN是PF/QF脉冲输出加速模块的控制位，如第一控制命令是将CFSEUN的值设置为1，则可以使脉冲加速模块脉冲的输出速率提高2^(CFSU[1:0]+1)倍。故本发明实施例中，主控计算机的第一控制命令通过485通道将CFSEUN的值设置为1，CFSU[1:0]的值设置为11，这样可以将脉冲输出速率提高16倍。

S103，根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值。

本发明实施例中，计算出增益校正的校正值，具体为：

读取第一预设条件下的第一误差值；

判断所述第一误差值是否处于预设第一误差范围内；

若是，则结束增益校正；

若否，则获取所述误差值并通过预设的增益校正公式计算出所述增益校正的校正值，并将所述增益校正的校正值写入所述计量芯片的增益校正寄存器。

具体的，增益校正可通过如下步骤进行：

a)在100％Un，100％Ib，PF＝1的条件下，获取检测平台上的误差值err；

b)根据误差值err计算出增益校正(GPQA)的值；

c)主控计算机通过485通信将GPQA的值发送给电能表；

d)电能表通过SPI通信修改RN8209芯片的GPQA寄存器的值；

e)获取GPQA值修改后的检测平台上的误差值err，合格(即落入预设范围之内)则结束增益校正；若不合格，则重复b-d步骤。

本发明实施例中，计算出相位校正的校正值，具体为：

将所述相位校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

读取第二预设条件下的第二误差值；

判断所述第二误差值是否处于预设第二误差范围内；

若是，则结束相位校正；

若否，则获取所述误差值并通过预设的相位校正公式计算出所述相位校正的校正值，并将所述相位校正的校正值写入所述计量芯片的相位校正寄存器。

具体的，相位校正可通过如下步骤进行：

a)将所述相位校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

b)在100％Un，100％Ib，PF＝0.5L的条件下，获取检测平台上的误差值err；

c)合格(即落入预设范围之内)则结束校正，若不合格，则转到步骤d；

d)根据误差值err计算出相位校正(PhsA)的值；

e)主控计算机通过485通信将PhsA的值发送给电能表；

f)电能表通过SPI通信修改RN8209芯片的PhsA寄存器的值；

g)获取PhsA值修改后的检测平台上的误差值err，合格(即落入预设范围之内)则结束相位校正；若不合格，则重复d-f步骤。

本发明实施例中，计算出Offset校正的校正值，具体为：

将所述Offset校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

读取第三预设条件下的第三误差值；

判断所述第三误差值是否处于预设第三误差范围内；

若是，则结束Offset校正；

若否，则获取所述第三误差值并通过预设的Offset校正公式计算出所述Offset校正的校正值，并将所述Offset校正的校正值写入所述计量芯片的有功偏置校正寄存器。

具体的，Offset校正可通过如下步骤进行：

a)将所述Offset校正的经验值写入所述计量芯片的有功偏置校正寄存器；

b)在100％Un，5％Ib，PF＝1的条件下，获取检测平台上的误差值err；

c)合格(即落入预设范围之内)则结束校正，若不合格，则转到步骤d；

d)根据误差值err计算出有功偏置校正(APOSA)的值；

e)主控计算机通过485通信将APOSA的值发送给电能表；

f)电能表通过SPI通信修改RN8209芯片的APOSA寄存器的值；

g)获取APOSA值修改后的检测平台上的误差值err，合格(即落入预设范围之内)则结束Offset校正；若不合格，则重复d-f步骤。

其中，相位校正和offset校正步骤中的经验值为各自对应的校正值样本数据中出现频率最高的校正值。

具体的，经验值跟电能表的电路设计有关，经验值由前期电能表的样机制作和小批试制过程中电能表校正时的各校正相关寄存器的数据总结而成，出现次数最高的数值即经验值，经验值校正法在电能表的量产过程中准确率达98％。例如申请人公司所生产的一款智能电能表的相位校正和offset校正经验值分别为：

APOSA：PA_OFFSET[4]＝{0x0a,0x04,0x00,0x00}；

PhsA：PHASE_A[4]＝{0xF9,0x00,0x00,0x00}。

S104，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。

其中，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正，具体为：

所述电能表通过SPI通信修改所述计量芯片内的所述校正值以完成校正。

优选地，在将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正之后，还包括：

接收主控计算机下发的第二控制命令；

根据所述第二控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器退出脉冲加速。

具体的，主控计算机的第二控制命令通过485通道将CFSEUN的值设置为0，CFSU[1:0]的值设置为00，即可关闭加速通道。

本申请中所提到的电能表的计量芯片为RN8209芯片。

本申请的实际应用场景中，首先根据第一控制命令设置计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速，可以将脉冲输出速率提高16倍，将增益校正时间缩短至原先校正时间的1/16，有效提升了校正的速度，另外，在相位校正与Offset校正过程中通过先写入经验值的方式进行预校正，当预校正未合格在采用传统的“先计算再写入”方式进行校正。因为在实际应用场景中，百分之九十以上的校正过程通过预校正即可达到校正目的，所以通过采用本发明的技术方案可以在保证校正准确率的同时有效提升校正效率。

相应地，本发明还提供了一种电能表的校正设备，该校正设备应用于包含主控计算机的检测平台，所述检测平台与电能表的计量芯片通信连接，所述计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，该校正设备包括：

接收模块210，接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据；

脉冲加速模块220，根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速；

计算处理模块230，根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值；

校正模块240，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。

由此可见，通过应用本发米的技术方案，可以使计量控制寄存器进行脉冲加速以及通过经验值进行预校正，从而可以在针对电能表的误差校正过程时，可以在减少误差校正时间的同时保证误差校正的准确度，进而提升了电能表误差校正的精度和效率。

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本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电能表的校正方法，其特征在于，应用于包含主控计算机的检测平台，所述检测平台与电能表的计量芯片通信连接，所述计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，所述方法包括：

接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据；

根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速；

根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值；

将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。

2.如权利要求1所述的电能表的校正方法，其特征在于，计算出增益校正的校正值，具体为：

读取第一预设条件下的第一误差值；

判断所述第一误差值是否处于预设第一误差范围内；

若是，则结束增益校正；

若否，则获取所述误差值并通过预设的增益校正公式计算出所述增益校正的校正值，并将所述增益校正的校正值写入所述计量芯片的增益校正寄存器。

3.如权利要求1所述的电能表的校正方法，其特征在于，计算出相位校正的校正值，具体为：

将所述相位校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

读取第二预设条件下的第二误差值；

判断所述第二误差值是否处于预设第二误差范围内；

若是，则结束相位校正；

若否，则获取所述误差值并通过预设的相位校正公式计算出所述相位校正的校正值，并将所述相位校正的校正值写入所述计量芯片的相位校正寄存器。

4.如权利要求1所述的电能表的校正方法，其特征在于，计算出Offset校正的校正值，具体为：

将所述Offset校正的经验值写入所述计量芯片的相位校正寄存器；

读取第三预设条件下的第三误差值；

判断所述第三误差值是否处于预设第三误差范围内；

若是，则结束Offset校正；

若否，则获取所述第三误差值并通过预设的Offset校正公式计算出所述Offset校正的校正值，并将所述Offset校正的校正值写入所述计量芯片的有功偏置校正寄存器。

5.如权利要求3或4所述的电能表的校正方法，其特征在于，所述经验值为各自对应的校正值样本数据中出现频率最高的校正值。

6.如权利要求1所述的电能表的校正方法，其特征在于，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正，具体为：

所述电能表通过SPI通信修改所述计量芯片内的所述校正值以完成校正。

7.如权利要求1所述的电能表的校正方法，其特征在于，在接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据之前，还包括：

将计量控制寄存器进行初始化操作。

8.如权利要求1所述的电能表的校正方法，其特征在于，在将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正之后，还包括：

接收主控计算机下发的第二控制命令；

根据所述第二控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器退出脉冲加速。

9.如权利要求1-4所述的电能表的校正方法，其特征在于，所述电能表的计量芯片为RN8209芯片。

10.一种电能表的校正设备，其特征在于，应用于包含主控计算机的检测平台，所述检测平台与电能表的计量芯片通信连接，所述计量芯片包括计量控制寄存器与校正寄存器，所述校正设备包括：

接收模块，接收主控计算机下发的第一控制命令和校表数据；

脉冲加速模块，根据所述第一控制命令设置所述计量控制寄存器的参数，以使所述计量控制寄存器进行脉冲加速；

计算处理模块，根据所述校表数据设置所述校正寄存器的参数后，分别计算出对应的增益校正、相位校正和Offset校正的校正值；

校正模块，将所述校正值写入所述计量芯片以完成校正。