CN107290705A - 一种直流电能表检定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流电能表检定装置，包括32位Cortex‑M3微处理器、FPGA、电压回路以及电流回路，其特征在于：所述32位Cortex‑M3微处理器连接FPGA，该FPGA并联有电压回路和电流回路，FPGA的一个输出端连接有一时钟，时钟同时连接到电压回路和电流回路。本装置采用表源一体设计，其直流功率源采用虚负荷的方式，检定装置输出的电压回路与电流回路独立，直流功率源为被检直流电能表提供所需的直流电压和直流电流，并采集被检表的光脉冲或电脉冲输出。本发明既可对直接接入式直流电能表进行检定，也可对分流器和间接接入式直流电能表进行综合检定。检定项目包括潜动试验、启动试验、基本误差试验、电压影响试验和校核电能常数试验等。
Description
技术领域
本发明属于仪器仪表和检测技术领域，尤其是一种直流电能表检定装置。
背景技术
电动汽车、地铁车辆、高压输电和光伏发电等领域广泛采用直流电能表进行直流电能计量，亟需要一种适用于上述场合的大功率直流电能表进行检定的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、设计科学、便于使用的直流电能表检定装置。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种直流电能表检定装置，包括32位Cortex-M3微处理器、FPGA、电压回路以及电流回路，其特征在于：所述32位Cortex-M3微处理器连接FPGA，该FPGA并联有电压回路和电流回路，FPGA的一个输出端连接有一时钟，时钟同时连接到电压回路和电流回路。
而且，所述电压回路包括IGBT、直流电压放大器、直流电压输出端子、电压采样模块、A/D转换器和D/A转换器，IGBT的输入端连接到FPGA，IGBT的输出端依次串联直流电压放大器、直流电压输出端子、电压采样模块以及A/D转换器，A/D转换器的输出端连接到FPGA；FPGA还有一输出端连接有一D/A转换器，该D/A转换器的输出端和电压取样模块的输出端并联到电压调节信号模块后连接到IGBT的一个输入端；
而且，所述电流回路包括IGBT、直流电流输出端子、宽频直流比较仪、A/D转换器和D/A转换器，IGBT的输入端连接FPGA，所述IGBT、直流电流输出端子、宽频直流比较仪以及A/D转换器依次串联形成回路，FPGA还有一输出端连接有一D/A转换器，该D/A转换器的输出端和宽频直流比较仪的输出端并联到电流调节信号模块后连接到IGBT的一个输入端。
而且，所述32位Cortex-M3微处理器的一个输出端依次连接有一DDS可编程脉冲输出模块和标准电能脉冲输出模块，连接到FPGA的一个输入端；FPGA的另一个输入端连接到被检表电能脉冲输入端。
而且，所述32位Cortex-M3微处理器还连接有EEPROM、各类通信接口、LCD、面板键盘输入模块。
本发明的优点和积极效果是：
1、本装置采用表源一体设计，其直流功率源采用虚负荷的方式，检定装置输出的电压回路与电流回路独立，直流功率源为被检直流电能表提供所需的直流电压和直流电流，并采集被检表的光脉冲或电脉冲输出；选用零磁通直流传感器作为标准表的传感器，采用宽频直流比较仪快速测量直流大电流。
2、本发明既可对直接接入式直流电能表进行检定，也可对分流器和间接接入式直流电能表进行综合检定。检定项目包括潜动试验、启动试验、基本误差试验、电压影响试验和校核电能常数试验等。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种直流电能表检定装置，包括32位Cortex-M3微处理器、FPGA、IGBT、直流电压放大器、A/D和D/A转换器、各类通讯接口模块、LCD模块、面板键盘输入模块、电能脉冲输出模块、标准秒脉冲输出模块、光脉冲输入模块、宽频直流比较仪以及电源模块等组成，原理框图如附图1所示，
具体电路结构为：32位Cortex-M3微处理器连接FPGA，该FPGA并联有电压回路和电流回路，FPGA的一个输出端连接有一时钟，时钟同时连接到电压回路和电流回路；
电压回路包括IGBT、直流电压放大器、直流电压输出端子、电压采样模块、A/D转换器和D/A转换器，IGBT的输入端连接到FPGA，IGBT的输出端依次串联直流电压放大器、直流电压输出端子、电压采样模块以及A/D转换器，A/D转换器的输出端连接到FPGA；FPGA还有一输出端连接有一D/A转换器，该D/A转换器的输出端和电压取样模块的输出端并联到电压调节信号模块后连接到IGBT的一个输入端；
电流回路包括IGBT、直流电流输出端子、宽频直流比较仪、A/D转换器和D/A转换器，IGBT的输入端连接FPGA，所述IGBT、直流电流输出端子、宽频直流比较仪以及A/D转换器依次串联形成回路，FPGA还有一输出端连接有一D/A转换器，该D/A转换器的输出端和宽频直流比较仪的输出端并联到电流调节信号模块后连接到IGBT的一个输入端；
所述32位Cortex-M3微处理器的一个输出端依次连接有一DDS可编程脉冲输出模块和标准电能脉冲输出模块，连接到FPGA的一个输入端；FPGA的另一个输入端连接到被检表电能脉冲输入端。检定装置可输出标准电能脉冲，通过误差计算器计算出被检表的电能误差。
所述32位Cortex-M3微处理器还连接有EEPROM、各类通信接口、LCD、面板键盘输入等模块，便于工作人员操作。
本装置的检定步骤如下：
(1)开启装置和被检直流电能表电源，被检电能表电压端子、电流端子、脉冲端子分别与装置的电压端子、电流端子、脉冲端子相连，按要求预热。
(2)设置被检直流电能表参数C、Un、Ib、脉冲频率、接口类型及检定参数等。
(3)选择合适的电压、电流量程。
(4)选择电压、电流检定点。
(5)开始进行检定。
(6)检定完成后，结束检测。
(7)继续检定其他检定点，检定完毕后将电压、电流输出归零。
本装置主要功能如下：
(1)直流电压输出最大1100V，电流最大600A，适用于检定直接接入式电能表。
(2)配备标准电能脉冲输入/输出接口与光电头，实现对直流电能表常数的校验。
(3)源输出具有极强的负载能力，可确保满负荷状态下量值稳定并长期工作。
(4)电量输出具有标准源与输出调节源两种模式，方便数字表和模拟表的检定。
(5)具有定点输出、电位器调节箱、旋转编码器、步进比例等多种量值调节方式。
(6)各输出与测量通道间具有良好的电气隔离与保护，可靠性与安全性强。
(7)配大尺寸液晶彩屏，量值即可直读显示，亦可按被检表刻度显示，直观方便。
(8)内置标准RS232接口，便于专业计算机软件组件全自动检定系统。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种直流电能表检定装置，包括32位Cortex-M3微处理器、FPGA、电压回路以及电流回路，其特征在于：所述32位Cortex-M3微处理器连接FPGA，该FPGA并联有电压回路和电流回路，FPGA的一个输出端连接有一时钟，时钟同时连接到电压回路和电流回路。
2.根据权利要求1所述的直流电能表检定装置，其特征在于：所述电压回路包括IGBT、直流电压放大器、直流电压输出端子、电压采样模块、A/D转换器和D/A转换器，IGBT的输入端连接到FPGA，IGBT的输出端依次串联直流电压放大器、直流电压输出端子、电压采样模块以及A/D转换器，A/D转换器的输出端连接到FPGA；FPGA还有一输出端连接有一D/A转换器，该D/A转换器的输出端和电压取样模块的输出端并联到电压调节信号模块后连接到IGBT的一个输入端。
3.根据权利要求1所述的直流电能表检定装置，其特征在于：所述电流回路包括IGBT、直流电流输出端子、宽频直流比较仪、A/D转换器和D/A转换器，IGBT的输入端连接FPGA，所述IGBT、直流电流输出端子、宽频直流比较仪以及A/D转换器依次串联形成回路，FPGA还有一输出端连接有一D/A转换器，该D/A转换器的输出端和宽频直流比较仪的输出端并联到电流调节信号模块后连接到IGBT的一个输入端。
4.根据权利要求1所述的直流电能表检定装置，其特征在于：所述32位Cortex-M3微处理器的一个输出端依次连接有一DDS可编程脉冲输出模块和标准电能脉冲输出模块，连接到FPGA的一个输入端；FPGA的另一个输入端连接到被检表电能脉冲输入端。
5.根据权利要求1所述的直流电能表检定装置，其特征在于：所述32位Cortex-M3微处理器还连接有EEPROM、各类通信接口、LCD、面板键盘输入模块。
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