CN106405477A - 在动态负荷下的计量性能的评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种在动态负荷下的计量性能的评估方法及装置，其中，该方法包括：获取电压信号和电流信号，将电压信号、电流信号转换为符合待测计量芯片和AD转换芯片要求的信号；将转换后的电压信号和电流信号输入给待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给AD转换芯片，测计量芯片根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；AD转换芯片对电压信号和电流信号分别做数字形式转换；将瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和电流信号波形比较，评估待测计量芯片的计量性能。该方案可以评估出待测计量芯片在动态负荷下的计量性能，进而能评估电能表的计量性能，能为改进电能表在动态负荷下的计量性能提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及电能表性能评估技术领域，特别涉及一种在动态负荷下的计量性能的评估方法及装置。
背景技术
目前工业及民用电电力负载多出现电流幅值剧烈波动的现象，例如，炼钢厂的电弧炉、轧钢机、港口的塔吊、城市轻轨及电动汽车充电站等，都为典型的动态负荷。频繁波动的负载电流，会对电能表的计量产生影响。目前各科研机构都提出了不同的电能表动态负荷计量性能评估方法，来进行实验室电能表动态负荷性能的评定。
目前公布的相关电能表动态负荷评估方法主要包括：
1、采用可编程单元与可控硅控制电路，生成三相动态功率输送给电能表，同时比对电能表输出的有功脉冲误差。这种方法电能表自己不生成电压电流信号，而是通过可控硅按照编程逻辑改变外部功率源输入的电压与电流信号形状，来达到输出动态负荷的目的，同时接收电能表输出的有功电能脉冲，进行计量精度判定。
2、通过动态功率信号源单元，生产动态调制的功率源信号输入被测电能表，进行电能表动态负荷测试。这种方法是在设备内部集成一个斜线功率源和指数功率源单元，直接输出调制好的电压与电流波动信号，同时接收被测电能表返回的电能脉冲，进行有功电能精度判定。
上述方法主要针对电能表的整体动态负荷计量性能进行评测，测试数据无法作为改进电能表动态负荷计量性能的依据。
发明内容
本发明实施例提供了一种在动态负荷下的计量性能的评估方法，以解决现有技术中测试数据无法作为改进电能表动态负荷计量性能的依据的技术问题。该方法包括：获取电压信号和电流信号，将所述电压信号转换为符合待测计量芯片和AD(Analog toDigital，模数)转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，其中，所述电流信号的幅值动态波动；将转换后的电压信号和电流信号输入给所述待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给所述AD转换芯片，其中，在所述待测计量芯片中，根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；在所述AD转换芯片中，将转换后的电压信号转换成数字形式的电压信号波形，将转换后的电流信号转换成数字形式的电流信号波形；将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能。
在一个实施例中，将所述电压信号转换为符合待测计量芯片和AD转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，包括：采用零磁通电流互感器将所述电流信号转化为二次小电流信号；采用分压电阻阵列将所述电压信号转换为二次小电压信号。
在一个实施例中，所述待测计量芯片的数量小于等于4，所述AD转换芯片的数量小于等于4。
在一个实施例中，将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能，包括：计算所述瞬时功率曲线出现的计量误差；将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，评估所述待测计量芯片的计量性能。
在一个实施例中，在将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能之后，还包括：显示数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系。
在一个实施例中，在评估所述待测计量芯片的计量性能之后，还包括：根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，调整所述待测计量芯片的参数来提高所述待测计量芯片的计量性能。
本发明实施例还提供了一种在动态负荷下的计量性能的评估装置，以解决现有技术中测试数据无法作为改进电能表动态负荷计量性能的依据的技术问题。该装置包括：设置有互感器采集单元、AD转换芯片以及处理器的测试插件板，其中，所述互感器采集单元，用于获取电压信号和电流信号，将所述电压信号转换为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，将转换后的电压信号和电流信号输入给所述待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给所述AD转换芯片，其中，在所述待测计量芯片中，根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；所述电流信号的幅值动态波动；所述AD转换芯片，用于将转换后的电压信号转换成数字形式的电压信号波形，将转换后的电流信号转换成数字形式的电流信号波形；所述处理器，用于接收所述瞬时功率曲线、数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形，将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能。
在一个实施例中，所述互感器采集单元，包括：零磁通电流互感器，用于将所述电流信号转化为二次小电流信号；分压电阻阵列，用于将所述电压信号转换为二次小电压信号。
在一个实施例中，所述处理器，具体用于计算所述瞬时功率曲线出现的计量误差；将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，评估所述待测计量芯片的计量性能。
在一个实施例中，所述处理器，还用于根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，调整所述待测计量芯片的参数来提高所述待测计量芯片的计量性能。
在一个实施例中，还包括：核心处理器，通过第一并行总线与所述测试插件板连接，用于接收并存储评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
在一个实施例中，所述测试插件板的数量小于等于4，各所述测试插件板均通过所述第一并行总线与所述核心处理器连接。
在一个实施例中，还包括：显示器，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于显示评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
在一个实施例中，还包括：键盘，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于控制所述显示器的显示操作。
在一个实施例中，还包括：通讯单元，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于从所述核心处理器中导出评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
在一个实施例中，还包括：存储器，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于存储评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
在本发明实施例中，将输入给待测计量芯片的电压和电流信号同时输入给AD转换芯片，采集待测计量芯片根据输入的电压和电流信号生成的瞬时功率，最后将瞬时功率与AD转换芯片的电压和电流信号进行比较分析，评估待测计量芯片在动态负荷下的计量性能。由于发明人发现计量芯片是电能表的核心部件，电能表的主要计量算法和采样环节都集成在计量芯片中，发明人提出通过上述方法评估出待测计量芯片在动态负荷下的计量性能后，根据待测计量芯片在动态负荷下的计量性能基本上就能评估电能表在动态负荷下的计量性能，由于明确了在动态负荷下待测计量芯片会出现哪些计量误差，使得还能为改进电能表在动态负荷下的计量性能提供依据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种在动态负荷下的计量性能的评估方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种在动态负荷下计量性能的评估方法中信号流向示意图；
图3是本发明实施例提供的一种在动态负荷下的计量性能的评估装置的结构框图；
图4是本发明实施例提供的一种具体的在动态负荷下计量性能的评估装置的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种显示器的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提供了一种在动态负荷下的计量性能的评估方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101：获取电压信号和电流信号，将所述电压信号转换为符合待测计量芯片和AD转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，其中，所述电流信号的幅值动态波动；
步骤102：将转换后的电压信号和电流信号输入给所述待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给所述AD转换芯片，其中，在所述待测计量芯片中，根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；在所述AD转换芯片中，将转换后的电压信号转换成数字形式的电压信号波形，将转换后的电流信号转换成数字形式的电流信号波形；
步骤103：将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能。
由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，将输入给待测计量芯片的电压和电流信号同时输入给AD转换芯片，采集待测计量芯片根据输入的电压和电流信号生成的瞬时功率，最后将瞬时功率与AD转换芯片的电压和电流信号进行比较分析，评估待测计量芯片在动态负荷下的计量性能。由于发明人发现计量芯片是电能表的核心部件，电能表的主要计量算法和采样环节都集成在计量芯片中，发明人提出通过上述方法评估出待测计量芯片在动态负荷下的计量性能后，根据待测计量芯片在动态负荷下的计量性能基本上就能评估电能表在动态负荷下的计量性能，由于明确了在动态负荷下待测计量芯片会出现哪些计量误差，使得还能为改进电能表在动态负荷下的计量性能提供依据。
具体实施时，发明人发现评价电能表计量性能的核心部件是计量芯片，可排除电能表其他部件的影响，可独立评价不同计量芯片在动态负荷下的计量性能，进而间接评价电能表在动态负荷下的计量性能。为了提高测试效率，在本实施例中，所述待测计量芯片的数量小于等于4，所述AD转换芯片的数量小于等于4，例如，待测计量芯片和AD转换芯片一一对应，将待测计量芯片的瞬时功率曲线与对应AD转换芯片输出的数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，使得可以同时测试不同厂家的计量芯片在动态负荷下的计量性能。
具体实施时，为了使得信号源的电压信号和电流信号符合待测计量芯片和AD转换芯片的要求，在本实施例中，采用零磁通电流互感器将信号源的电流信号转化为二次小电流信号；采用分压电阻阵列将信号源的电压信号转换为二次小电压信号，以便将转换后的二次小电流信号和二次小电压信号输入给待测计量芯片，同时将转换后的二次小电流信号和二次小电压信号输入给AD转换芯片。零磁通电流互感器的使用，可实现电流的宽动态范围、高线性度采集，消除电流采样回路对动态负荷波形的影响，使计量芯片所输出的动态负荷下计量结果更可靠、真实。
具体实施时，为了分析动态负荷对计量芯片计量性能影响的原因，评估计量芯片在动态负荷输入下的计量准确度，在本实施例中，将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能，包括：计算所述瞬时功率曲线出现的计量误差；将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，评估所述待测计量芯片的计量性能。
具体的，例如，计算瞬时功率曲线出现的计量误差，将瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定出在哪些时刻瞬时功率曲线出现了计量误差，在波形中可以得知在出现计量误差的时刻数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形出现了什么样的波动变化，即可确定出数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与瞬时功率曲线出现计量误差的关系，进而可以得出哪些数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化能够影响计量芯片的计量性能。
具体实施时，在评估所述待测计量芯片的计量性能之后，还包括：根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与瞬时功率曲线出现计量误差的关系，调整待测计量芯片的参数来提高待测计量芯片的计量性能。例如，在确定出数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形出现了怎样的波动变化，会使得瞬时功率曲线出现计量误差时，就可以调整待测计量芯片的参数，例如，调整待测计量芯片中滤波器的参数，使得降低数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的该类波动变化对待测计量芯片计量性能的影响。
具体实施时，为了便于直接地了解各个待测计量芯片的计量性能，在本实施例中，在将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能之后，还包括：显示数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系。例如，针对各个待测计量芯片，通过液晶显示单元实时显示数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与瞬时功率曲线出现计量误差的关系。
具体实施时，上述在动态负荷下的计量性能的评估方法可以采用以下信号流向，如图2所示：
标准功率源产生的幅值动态波动的电流信号经过零磁通电流互感器转换成二次小电流信号，标准功率源产生的电压信号经过分压电阻阵列转换成二次小电压信号；将二次小电流信号和二次小电压信号输入到AD转换芯片回路，同时将二次小电流信号和二次小电压信号输入到待测计量芯片的取样回路，待测计量芯片依据输入的二次小电流信号和二次小电压信号，按如下公式计算瞬时功率：
p(k)＝u(k)·i(k)；
其中，p(k)是瞬时功率，u(k)是瞬时二次小电压信号，i(k)是瞬时二次小电流信号。
待测计量芯片还将瞬时功率按如下公式进行累加，并输出有功电能脉冲：
其中，Ps是有功电能脉冲，T是脉冲周期，t0是起始时刻。
待测计量芯片完成瞬时功率的计算后，向DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)返回瞬时功率曲线。
AD转换芯片回路也在同一时间接收到二次小电流信号和二次小电压信号后，将二次小电流信号转换成数字形式的电流信号，将二次小电压信号转换成数字形式的电压信号，并将转换后的数字形式的电压信号和电流信号输入到DSP中，DSP同步记录AD转换芯片回路返回的数字形式的电压与电流波形信号。DSP将待测计量芯片的瞬时功率曲线与数字形式的电压与电流波形信号进行比较分析，评估待测计量芯片的计量性能，并通过并行通讯总线，将待测计量芯片的计量性能测试结果输出给后台MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)进行保存。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种在动态负荷下的计量性能的评估装置，如下面的实施例所述。由于在动态负荷下的计量性能的评估装置解决问题的原理与在动态负荷下的计量性能的评估方法相似，因此在动态负荷下的计量性能的评估装置的实施可以参见在动态负荷下的计量性能的评估方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是本发明实施例的在动态负荷下的计量性能的评估装置的一种结构框图，如图3所示，包括：设置有互感器采集单元301、AD转换芯片302以及处理器303的测试插件板，其中，
所述互感器采集单元301，用于获取电压信号和电流信号，将所述电压信号转换为符合待测计量芯片和AD转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，将转换后的电压信号和电流信号输入给所述待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给所述AD转换芯片，其中，在所述待测计量芯片中，根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；所述电流信号的幅值动态波动；
所述AD转换芯片302，用于将转换后的电压信号转换成数字形式的电压信号波形，将转换后的电流信号转换成数字形式的电流信号波形；
所述处理器303，用于接收所述瞬时功率曲线、数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形，将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能。
具体实施时，如图4所示，每个测试插件板1包括互感器采集单元3(即上述互感器采集单元301)、AD转换芯片5(即上述AD转换芯片302)、待测计量芯片4以及DSP 6(即上述处理器303)。具体的，AD转换芯片5可以是16位SAR型AD芯片，DSP 6可以是高速三十二位数字信号处理芯片。
在一个实施例中，所述互感器采集单元3，包括：零磁通电流互感器，用于将所述电流信号转化为二次小电流信号；分压电阻阵列，用于将所述电压信号转换为二次小电压信号。
在一个实施例中，所述处理器303，具体用于计算所述瞬时功率曲线出现的计量误差；将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，评估所述待测计量芯片的计量性能。
具体实施时，所述处理器303，还用于根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，调整所述待测计量芯片的参数来提高所述待测计量芯片的计量性能。
具体实施时，如图4所示，上述在动态负荷下的计量性能的评估装置还包括：核心处理器8，通过第一并行总线与测试插件板1连接，用于接收并存储评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。具体的，核心处理器8可以是200MHZ ARM 9核心处理器。待测计量芯片的计量性能测试结果具体可以是DSP 6确定出的数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系。
具体实施时，如图4所示，所述测试插件板1的数量小于等于4，各所述测试插件板均通过所述第一并行总线7与所述核心处理器连接。具体的，上述在动态负荷下的计量性能的评估方法的步骤可以在同一块测试插件板1上运行实现，通过第一并行总线7将合并后的瞬时功率曲线与数字形式的电压电流波形曲线传输给后台MCU(即上述核心处理器8)。所述测试插件板1的数量可以为小于等于4，实现单总线多测试插件板的设计，当所述测试插件板1的数量为4时，4个测试插件板1可以分别测试不同厂家的计量芯片，各测试插件板1中待测计量芯片和AD转换芯片一一对应，将待测计量芯片的瞬时功率曲线与对应AD转换芯片输出的数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形传输给一个DSP 6，使得可以同时测试不同厂家的计量芯片在动态负荷下的计量性能，4个测试插件板1分别通过第一并行总线7将测试结果发送给核心处理器8。
具体实施时，如图4所示，上述在动态负荷下的计量性能的评估装置还包括：显示器9，通过第二并行总线13与所述核心处理器连接，用于显示评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。具体的，显示器9可以是如图5所示的液晶显示单元，其通过接口9-1从核心处理器8获取待测计量芯片的计量性能测试结果，可以通过彩色液晶屏幕显示待测计量芯片的计量性能测试结果，还可以根据待测计量芯片的计量性能测试结果，通过显示器9的功能键9-2来设置待测计量芯片的参数，通过核心处理器8将设置的参数传输给处理器303，以调整待测计量芯片的参数来提高待测计量芯片的计量性能。
具体实施时，如图4所示，上述在动态负荷下的计量性能的评估装置还包括：键盘10，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于控制所述显示器的显示操作。例如，当有多个待测计量芯片同时进行测试时，可以通过键盘10来控制显示器9同时或依次显示多个待测计量芯片的计量性能测试结果。
具体实施时，如图4所示，上述在动态负荷下的计量性能的评估装置还包括：通讯单元12，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于从所述核心处理器中导出评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
具体实施时，如图4所示，上述动态负荷下的计量性能的评估装置还包括：存储器11，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于存储评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
具体实施时，上述在动态负荷下的计量性能的评估装置可以如图4所示，核心处理器8通过第一并行总线7连接4块测试插件板1，在每块测试插件板1中，互感器采集单元3包含有电流互感器和分压电阻阵列。所述互感器采集单元3并行连接有待测计量芯片4与AD转换芯片5，待测计量芯片4与AD转换芯片5连接有DSP 6，DSP 6连接有总线插头，接入第一并行总线7，与核心处理器8连接。核心处理器8通过第二并行总线13，还连接有显示器9、键盘10、存储器11以及通讯单元12。
上述在动态负荷下计量性能的评估装置的工作过程是：上述在动态负荷下的计量性能的评估方法运行在各独立的测试插件板1上，在每块测试插件板上，通过互感器采集单元3中的分压电阻阵列进行电压取样，将信号源2的电压转换为二次小电压信号；通过互感器采集单元3中的零磁通电流互感器取样信号源2的电流信号并转换成二次小电流信号。将互感器采集单元3转换后的电压信号和电流信号输入到待测计量芯片4的取样电路，同时将互感器采集单元3转换后的电压信号和电流信号输入到AD转换芯片5的采样电路中。
待测计量芯片4完成信号取样后，完成瞬时功率曲线计算以及有功电能脉冲的计算，并输出有功电能脉冲，待测计量芯片4将瞬时功率曲线通过SPI口传输到DSP 6，同时，AD转换芯片5将转换后的电压、电流数字信号输入到DSP 6中，DSP 6记录AD转换芯片5转换后的电压、电流数字信号波形，存电压、电流数字信号波形曲线，并将电压、电流数字信号波形曲线与待测计量芯片4传入的瞬时功率曲线合并，对电压、电流数字信号波形曲线与瞬时功率曲线进行比较分析，评估待测计量芯片的计量性能，通过并行总线接口，将待测计量芯片的计量性能测试结果传入到核心处理器8中。
核心处理器8通过第一并行总线7接收各个测试插件板1所返回的待测计量芯片的计量性能测试结果，并进行数据记录、存储工作。核心处理器8通过显示器9对待测计量芯片的计量性能测试结果进行显示，并可以通过显示器9中的功能键9-2进行待测计量芯片的参数设置，以提高待测计量芯片的计量性能。核心处理器8通过通讯单元12完成各待测计量芯片的计量性能测试结果的导出工作。
在本发明实施例中，将输入给待测计量芯片的电压和电流信号同时输入给AD转换芯片，采集待测计量芯片根据输入的电压和电流信号生成的瞬时功率，最后将瞬时功率与AD转换芯片的电压和电流信号进行比较分析，评估待测计量芯片在动态负荷下的计量性能。由于发明人发现计量芯片是电能表的核心部件，电能表的主要计量算法和采样环节都集成在计量芯片中，发明人提出通过上述方法评估出待测计量芯片在动态负荷下的计量性能后，根据待测计量芯片在动态负荷下的计量性能基本上就能评估电能表在动态负荷下的计量性能，由于明确了在动态负荷下待测计量芯片会出现哪些计量误差，使得还能为改进电能表在动态负荷下的计量性能提供依据。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种在动态负荷下的计量性能的评估方法，其特征在于，包括：
获取电压信号和电流信号，将所述电压信号转换为符合待测计量芯片和AD模数转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，其中，所述电流信号的幅值动态波动；
将转换后的电压信号和电流信号输入给所述待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给所述AD转换芯片，其中，在所述待测计量芯片中，根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；在所述AD转换芯片中，将转换后的电压信号转换成数字形式的电压信号波形，将转换后的电流信号转换成数字形式的电流信号波形；
将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能。
2.如权利要求1所述的在动态负荷下的计量性能的评估方法，其特征在于，将所述电压信号转换为符合待测计量芯片和AD转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，包括：
采用零磁通电流互感器将所述电流信号转化为二次小电流信号；
采用分压电阻阵列将所述电压信号转换为二次小电压信号。
3.如权利要求1所述的在动态负荷下的计量性能的评估方法，其特征在于，所述待测计量芯片的数量小于等于4，所述AD转换芯片的数量小于等于4。
4.如权利要求1至3中任一项所述的在动态负荷下的计量性能的评估方法，其特征在于，将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能，包括：
计算所述瞬时功率曲线出现的计量误差；
将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，评估所述待测计量芯片的计量性能。
5.如权利要求4所述的在动态负荷下的计量性能的评估方法，其特征在于，在将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能之后，还包括：
显示数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系。
6.如权利要求4所述的在动态负荷下的计量性能的评估方法，其特征在于，在评估所述待测计量芯片的计量性能之后，还包括：
根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，调整所述待测计量芯片的参数来提高所述待测计量芯片的计量性能。
7.一种在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，包括：设置有互感器采集单元、AD模数转换芯片以及处理器的测试插件板，其中，
所述互感器采集单元，用于获取电压信号和电流信号，将所述电压信号转换为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电压信号，将所述电流信号转化为符合所述待测计量芯片和所述AD转换芯片要求的电流信号，将转换后的电压信号和电流信号输入给所述待测计量芯片，同时将转换后的电压信号和电流信号输入给所述AD转换芯片，其中，在所述待测计量芯片中，根据转换后的电压信号和电流信号生成瞬时功率曲线；所述电流信号的幅值动态波动；
所述AD转换芯片，用于将转换后的电压信号转换成数字形式的电压信号波形，将转换后的电流信号转换成数字形式的电流信号波形；
所述处理器，用于接收所述瞬时功率曲线、数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形，将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，评估所述待测计量芯片的计量性能。
8.如权利要求7所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，所述互感器采集单元，包括：
零磁通电流互感器，用于将所述电流信号转化为二次小电流信号；
分压电阻阵列，用于将所述电压信号转换为二次小电压信号。
9.如权利要求7所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，所述处理器，具体用于计算所述瞬时功率曲线出现的计量误差；将所述瞬时功率曲线与数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形进行比较，确定数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，评估所述待测计量芯片的计量性能。
10.如权利要求9所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，所述处理器，还用于根据数字形式的电压信号波形和数字形式的电流信号波形的波动变化与所述瞬时功率曲线出现计量误差的关系，调整所述待测计量芯片的参数来提高所述待测计量芯片的计量性能。
11.如权利要求7至10中任一项所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，还包括：
核心处理器，通过第一并行总线与所述测试插件板连接，用于接收并存储评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
12.如权利要求11所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，所述测试插件板的数量小于等于4，各所述测试插件板均通过所述第一并行总线与所述核心处理器连接。
13.如权利要求11所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，还包括：
显示器，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于显示评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
14.如权利要求13所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，还包括：
键盘，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于控制所述显示器的显示操作。
15.如权利要求11所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，还包括：
通讯单元，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于从所述核心处理器中导出评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
16.如权利要求11所述的在动态负荷下的计量性能的评估装置，其特征在于，还包括：
存储器，通过第二并行总线与所述核心处理器连接，用于存储评估出的所述待测计量芯片的计量性能测试结果。
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