CN110784224A - 一种用于σ-δadc误差校正的校正设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于Σ‑ΔADC误差校正的校正设备，包括控制装置，用于向U/I信号源发送控制信号，以使U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至计量SOC芯片；向计量SOC芯片发送电压差分信号的信号值与电流差分信号的信号值，以使计量SOC芯片基于计量SOC芯片中电压Σ‑ΔADC采集到的电压信号值与电压差分信号的信号值得到电压校正值，基于计量SOC芯片中电流Σ‑ΔADC采集到的电流信号值与电流差分信号的信号值得到电流校正值，以及将电压校正值与电流校正值存入Σ‑ΔADC校正寄存器。通过该设备在计量SOC芯片的检测过程中对芯片的Σ‑ΔADC进行误差校正，可有效提高计量SOC芯片应用产品的生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及计量芯片技术领域，特别涉及一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备；还涉及一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法。
背景技术
计量SOC芯片在电能计量领域发挥着重要作用。目前，计量SOC芯片的种类众多，且均需要设计成产品(产品包括计量SOC芯片与外围采集电路)后，对应用计量SOC芯片的产品进行一对一的Σ-ΔADC误差校正。计量SOC芯片应用产品形态各异，很多产品无法批量性的进行一对一的Σ-ΔADC误差校正，从而，严重影响了计量SOC芯片应用产品的生产效率。因此，如何提高计量SOC芯片应用产品的生产效率已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，能够提高计量SOC芯片应用产品的生产效率；本申请的另一目的是提供一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法，同样具有上述技术效果。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，包括：
AC-DC电源，用于为控制装置、U/I信号源以及放置于芯片放置装置的计量SOC芯片供电；
所述芯片放置装置，用于放置待校正的计量SOC芯片；
所述U/I信号源，用于输出电压差分信号与电流差分信号至所述计量SOC芯片；
所述控制装置，用于向所述U/I信号源发送控制信号，以使所述U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至所述计量SOC芯片；向所述计量SOC芯片发送所述电压差分信号的信号值与所述电流差分信号的信号值，以使所述计量SOC芯片比较所述计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与所述电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据所述电压差值得到电压校正值，比较所述计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与所述电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据所述电流差值得到电流校正值，以及将所述电压校正值与所述电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
可选的，所述控制装置还用于读取所述计量SOC芯片完成误差校正后输出的电流信号值与电压信号值；判断所述电压信号值与所述电压差分信号的信号值的误差以及所述电流信号值与所述电流差分信号的信号值的误差是否小于预设误差阈值；若小于，则确定误差校正成功；若不小于，则确定误差校正失败。
可选的，所述控制装置还用于当确定误差校正失败后，重新对所述计量SOC芯片进行误差校正，并当误差校正失败的次数达到预设次数时，输出误差校正失败结果。
可选的，所述U/I信号源的精度小于等于0.1％。
可选的，所述U/I信号源输出的所述电压差分信号与所述电流差分信号为50Hz的正弦波信号。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法，包括：
向U/I信号源发送控制信号，以使所述U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至计量SOC芯片；
向所述计量SOC芯片发送所述电压差分信号的信号值与所述电流差分信号的信号值，以使所述计量SOC芯片比较所述计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与所述电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据所述电压差值得到电压校正值，比较所述计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与所述电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据所述电流差值得到电流校正值，以及将所述电压校正值与所述电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
可选的，还包括：
读取所述计量SOC芯片完成误差校正后输出的电流信号值与电压信号值；
判断所述电压信号值与所述电压差分信号的信号值的误差以及所述电流信号值与所述电流差分信号的信号值的误差是否小于预设误差阈值；
若小于，则确定误差校正成功；
若不小于，则确定误差校正失败。
可选的，还包括：
当确定误差校正失败后，重新对所述计量SOC芯片进行误差校正，并当误差校正失败的次数达到预设次数时，输出误差校正失败结果。
本申请所提供的用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，包括AC-DC电源，用于为控制装置、U/I信号源以及放置于芯片放置装置的计量SOC芯片供电；所述芯片放置装置，用于放置待校正的计量SOC芯片；所述U/I信号源，用于输出电压差分信号与电流差分信号至所述计量SOC芯片；所述控制装置，用于向所述U/I信号源发送控制信号，以使所述U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至所述计量SOC芯片；向所述计量SOC芯片发送所述电压差分信号的信号值与所述电流差分信号的信号值，以使所述计量SOC芯片比较所述计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与所述电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据所述电压差值得到电压校正值，比较所述计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与所述电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据所述电流差值得到电流校正值，以及将所述电压校正值与所述电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
可见，本申请所提供的用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，在AC-DC电源供电的基础上，通过控制装置与U/I信号源在计量SOC芯片的检测过程中对计量SOC芯片的Σ-ΔADC进行误差校正，后续在计量SOC芯片的使用过程中，仅需对外围采样电路的精度进行把控，便可满足精度要求，而无需对计量SOC芯片应用产品再进行校正，从而极大的提升了计量SOC芯片应用产品的生产效率。
本申请所提供的计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法，同样具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备的示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法的流程示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，能够提高产品的生产效率；本申请的另一核心是提供一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法，同样具有上述技术效果。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备的示意图；参考图1所示，该校正设备包括：
AC-DC电源10，用于为控制装置40、U/I信号源30以及放置于芯片放置装置20的计量SOC芯片供电；
芯片放置装置20，用于放置待校正的计量SOC芯片；
U/I信号源30，用于输出电压差分信号与电流差分信号至计量SOC芯片；
控制装置40，用于向U/I信号源30发送控制信号，以使U/I信号源30输出电压差分信号与电流差分信号至计量SOC芯片；向计量SOC芯片发送电压差分信号的信号值与电流差分信号的信号值，以使计量SOC芯片比较计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据电压差值得到电压校正值，比较计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据电流差值得到电流校正值，以及将电压校正值与电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
具体的，本申请所提供的校正设备集成有AC-DC电源10、U/I信号源30与控制装置40，并设置有芯片放置装置20。其中，芯片放置装置20用于放置待校正的计量SOC芯片。AC-DC电源10分别连接U/I信号源30、控制装置40以及芯片放置装置20，用于分别为U/I信号源30、控制装置40以及放置于芯片放置装置20的计量SOC芯片供电。
U/I信号源30，分别连接芯片放置装置20与控制装置40，用于接收控制装置40的控制信号，并输出相应大小的电压差分信号与电流差分信号。具体而言，U/I信号源30接收控制装置40的控制信号后，输出电流差分信号至计量SOC芯片的电流Σ-ΔADC管脚，输出电压差分信号至计量SOC芯片的电压Σ-ΔADC管脚。其中，在一种具体的实施方式中，U/I信号源30的精度小于等于0.1％，即U/I信号源30为精度不大于0.1％的高精度U/I信号源30，从而可以确保误差校正完成后，计量SOC芯片在实际产品使用过程中不受高精度U/I信号源30的精度影响。另外，U/I信号源30输出的电流差分信号与电压差分信号具体可为50Hz的正弦波信号，电压差分信号的幅值可不超过200mV。
控制装置40分别连接U/I信号源30、芯片放置装置20以及AC-DC电源10，一方面用于通过U/I信号源30的UART串口控制U/I信号源30，向U/I信号源30发送控制信号，以使U/I信号源30输出电压差分信号与电流差分信号至放置于芯片放置装置20的计量SOC芯片；另一方面，用于通过计量SOC芯片的UART串口将U/I信号源30输出的电压差分信号的信号值以及电流差分信号的信号值发送给计量SOC芯片。
从而，计量SOC芯片接收控制装置40发送的电压差分信号的信号值与电流差分信号的信号值后，将计量SOC芯片中的电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与U/I信号源30输出的电压差分信号的信号值进行比较，得到电压差值，并根据电压差值得到电压校正值；将计量SOC芯片中的电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与U/I信号源30输出的电流差分信号的信号值进行比较，得到电流差值，并根据电流差值得到电流校正值。进一步，计量SOC芯片将电压校正值与电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器，至此完成计量SOC芯片的电流Σ-ΔADC与电压Σ-ΔADC的误差校正。
其中，计量SOC芯片根据电流差值得到电流校正值以及根据电流差值得到电压校正值的方式可以为：将电流差值与U/I信号源30实际输入计量SOC芯片的电流差分信号的信号值作比得到电流比值，并以此电流比值作为电流校正值。同理，将电压差值与U/I信号源30实际输入计量SOC芯片的电压差分信号的信号值作比得到电压比值，并以此电压比值作为电压校正值。
例如，U/I信号源30实际输入计量SOC芯片的电流差分信号的信号值为5mA，而计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值为4mA，则此时二者的差值为1mA，进一步，电流校正值即为20％。
完成误差校正后，后续计量SOC芯片便可以根据Σ-ΔADC校正寄存器中存储的电流校正值对电流Σ-ΔADC采集的电流信号值进行修正，得到并输出接近甚至等于实际输入计量SOC芯片的电流信号的信号值。根据Σ-ΔADC校正寄存器中存储的电压校正值对电压Σ-ΔADC采集的电压信号值进行修正，得到并输出接近甚至等于实际输入计量SOC芯片的电压信号的信号值。
例如，通过对计量SOC芯片的Σ-ΔADC进行误差校正后，电流校正值为20％，后续当输入计量SOC芯片的电流信号为5mA，若计量SOC芯片中的电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值为4mA，则此时可对采集到4mA的加上5mA的20％，即加上1mA，从而计量SOC芯片的输出为5mA。
此外，上述Σ-ΔADC校正寄存器为在计量SOC芯片内部新增的校正寄存器，该新增的Σ-ΔADC校正寄存器用于存储计量SOC芯片自身的Σ-ΔADC的校正值
进一步，在一种具体的实施方式中，控制装置40还用于读取计量SOC芯片完成误差校正后输出的电流信号值与电压信号值；判断电压信号值与电压差分信号的信号值的误差以及电流信号值与电流差分信号的信号值的误差是否小于预设误差阈值；若小于，则确定误差校正成功；若不小于，则确定误差校正失败。
具体的，计量SOC芯片误差校正完成后，控制装置40进一步还可对误差校正是否成功进行确定。具体而言，误差校正完成后，计量SOC芯片向控制装置40上报校正完成信息，进而控制装置40通过计量SOC芯片的UART串口从计量SOC芯片读取计量SOC芯片输出的电流信号值与电压信号值，进而判断电流信号值与实际输入计量SOC芯片的电流差分信号的误差以及电压信号值与实际输入计量SOC芯片的电压差分信号的误差是否小于预设误差阈值，若小于，则认为校正成功，相反，若不小于，则认为校正失败。
例如，校正完成后，输入计量SOC芯片的电压差分信号的信号值为100mV，控制装置40从计量SOC芯片读取到的电压信号值为99.8mV，二者的误差为0.2mV，且0.2mV小于预设误差阈值0.5mV，则此时认为校正成功。
当然，对于上述预设误差阈值的具体数值，本申请不做唯一限定，可以根据实际需要进行差异性设置。
进一步，在一种具体的实施方式中，控制装置40还用于当确定误差校正失败后，重新对计量SOC芯片进行误差校正，并当误差校正失败的次数达到预设次数时，输出误差校正失败结果。
具体的，本实施例中，当确定误差校正失败后，控制装置40还可重新向U/I信号源30发送控制信号，以使U/I信号源30再次向计量SOC芯片发送电流差分信号与电压差分信号，并将此时电流差分信号的信号值与电压差分信号的信息值告知计量SOC芯片，从而重新对计量SOC芯片进行误差校正，并在校正完成后再次判断校正是否成功。如果持续校正失败，且校正失败的次数达到预设次数时，例如，达到3次时，输出误差校正失败结果，不再重新进行校正。
综上所述，本申请所提供的用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，在AC-DC电源供电的基础上，通过控制装置与U/I信号源在计量SOC芯片的检测过程中对计量SOC芯片的Σ-ΔADC进行误差校正，后续在计量SOC芯片的使用过程中，仅需对外围采样电路的精度进行把控，便可满足精度要求，而无需对产品再进行校正，从而极大的提升了产品的生产效率。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法的示意图；参考图2所示，该方法包括：
S101：向U/I信号源发送控制信号，以使所述U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至计量SOC芯片；
S102：向所述计量SOC芯片发送所述电压差分信号的信号值与所述电流差分信号的信号值，以使所述计量SOC芯片比较所述计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与所述电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据所述电压差值得到电压校正值，比较所述计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与所述电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据所述电流差值得到电流校正值，以及将所述电压校正值与所述电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
在上述实施例的基础上，可选的，还包括：
读取所述计量SOC芯片完成误差校正后输出的电流信号值与电压信号值；
判断所述电压信号值与所述电压差分信号的信号值的误差以及所述电流信号值与所述电流差分信号的信号值的误差是否小于预设误差阈值；
若小于，则确定误差校正成功；
若不小于，则确定误差校正失败。
在上述实施例的基础上，可选的，还包括：
当确定误差校正失败后，重新对所述计量SOC芯片进行误差校正，并当误差校正失败的次数达到预设次数时，输出误差校正失败结果。
对于本申请所提供的方法的介绍请参照上述校正设备的实施例，本申请在此不做赘述。
因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (8)
1.一种用于Σ-ΔADC误差校正的校正设备，其特征在于，包括：
AC-DC电源，用于为控制装置、U/I信号源以及放置于芯片放置装置的计量SOC芯片供电；
所述芯片放置装置，用于放置待校正的计量SOC芯片；
所述U/I信号源，用于输出电压差分信号与电流差分信号至所述计量SOC芯片；
所述控制装置，用于向所述U/I信号源发送控制信号，以使所述U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至所述计量SOC芯片；向所述计量SOC芯片发送所述电压差分信号的信号值与所述电流差分信号的信号值，以使所述计量SOC芯片比较所述计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与所述电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据所述电压差值得到电压校正值，比较所述计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与所述电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据所述电流差值得到电流校正值，以及将所述电压校正值与所述电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
2.根据权利要求1所述的校正设备，其特征在于，所述控制装置还用于读取所述计量SOC芯片完成误差校正后输出的电流信号值与电压信号值；判断所述电压信号值与所述电压差分信号的信号值的误差以及所述电流信号值与所述电流差分信号的信号值的误差是否小于预设误差阈值；若小于，则确定误差校正成功；若不小于，则确定误差校正失败。
3.根据权利要求2所述的校正设备，其特征在于，所述控制装置还用于当确定误差校正失败后，重新对所述计量SOC芯片进行误差校正，并当误差校正失败的次数达到预设次数时，输出误差校正失败结果。
4.根据权利要求3所述的校正设备，其特征在于，所述U/I信号源的精度小于等于0.1％。
5.根据权利要求4所述的校正设备，其特征在于，所述U/I信号源输出的所述电压差分信号与所述电流差分信号为50Hz的正弦波信号。
6.一种计量SOC芯片的Σ-ΔADC误差校正方法，其特征在于，包括：
向U/I信号源发送控制信号，以使所述U/I信号源输出电压差分信号与电流差分信号至计量SOC芯片；
向所述计量SOC芯片发送所述电压差分信号的信号值与所述电流差分信号的信号值，以使所述计量SOC芯片比较所述计量SOC芯片中电压Σ-ΔADC采集到的电压信号值与所述电压差分信号的信号值得到电压差值，并根据所述电压差值得到电压校正值，比较所述计量SOC芯片中电流Σ-ΔADC采集到的电流信号值与所述电流差分信号的信号值得到电流差值，并根据所述电流差值得到电流校正值，以及将所述电压校正值与所述电流校正值存入Σ-ΔADC校正寄存器。
7.根据权利要求6所述的Σ-ΔADC误差校正方法，其特征在于，还包括：
读取所述计量SOC芯片完成误差校正后输出的电流信号值与电压信号值；
判断所述电压信号值与所述电压差分信号的信号值的误差以及所述电流信号值与所述电流差分信号的信号值的误差是否小于预设误差阈值；
若小于，则确定误差校正成功；
若不小于，则确定误差校正失败。
8.根据权利要求7所述的Σ-ΔADC误差校正方法，其特征在于，还包括：
当确定误差校正失败后，重新对所述计量SOC芯片进行误差校正，并当误差校正失败的次数达到预设次数时，输出误差校正失败结果。
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