CN112578332A

CN112578332A - 一种基于芯片内置rc振荡器的电能表自校准方法

Info

Publication number: CN112578332A
Application number: CN202011556266.6A
Authority: CN
Inventors: 杨明
Original assignee: Wuxi Xinmingyuan Microelectronics Co ltd
Current assignee: Wuxi Xinmingyuan Microelectronics Co ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: CN112578332B

Abstract

本发明属于电能表校准技术领域，尤其是一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，针对无法精准自校准的问题，现提出以下方案，包括以下步骤：S1：对芯片进行测试得到偏差比例值；S2：将芯片安装到电能表内；S3：将电能表放置于校验台上；S4：校验台提供高精度标准额定功率，将标准额定功率与当前功率的脉冲间隔时间做比对；S5：将误差值乘以偏差比例值得到实际功率脉冲误差值；S6：将实际功率值除以实际功率脉冲误差值得到当前功率为标准的额定功率；S7：将功率误差比例值显示在误差器上；S8：查看误差器读数，验证自校准是否成功。本发明解决了芯片内部RC振荡器的频率偏差和离散性问题，可以实现精确自校准。

Description

一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法

技术领域

本发明涉及电能表校准技术领域，尤其涉及一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法。

背景技术

电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。使用电能表时要注意，在低电压(不超过500伏)和小电流(几十安)的情况下，电能表可直接接入电路进行测量；在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用。电能表按其使用的电路可分为直流电能表和交流电能表，交流电能表按其相线又可分为单相电能表、三相三线电能表和三相四线电能表。

电能表在出产前需要对其进行校准，现有单相或三相普通电能表校准大多采用电能表校验台提供精确的额定功率，由标准功率表发送标准功率脉冲，校验台每个表位的误差器将标准表脉冲与该表位的电能表脉冲相比较，运算出脉冲间隔误差，校表员根据误差器显示的误差数值修改电能表上的修调点或网络电阻值，使误差减小到规定的范围以内，无法实现电能表的自校准；现有单相或三相普通电能表校准部分采用芯片内部集成RC振荡器的方法实现电能表自校准,但是芯片内部集成的RC振荡器存在频率偏差和离散性问题，无法实现电能表精确的自校准。

发明内容

基于背景技术中提出的技术问题，本发明提出了一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法。

本发明提出的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，包括测试设备、芯片、电能表和校验台，所述芯片内置RC振荡器，所述芯片安装于电能表内部，所述测试设备用于测试芯片，所述校验台用于校验电能表，具体自校准方法包括以下步骤：

S1：将内置RC振荡器的芯片固定在测试设备的测试腔内，通过测试设备的FT测试模块对芯片进行FT测试，利用测试设备提供的标准振荡频率与芯片内置的RC振荡器的本振频率做比对，将偏差比例值存入芯片内置EEPROM中；

S2：经过FT测试后的内置RC振荡器的芯片安装到电能表内部；

S3：将安装测试后的芯片的电能表放置于校验台上，固定好螺丝，防止产生电火花，连接好脉冲线；

S4：校验台按照电能表规格的要求提供高精度的标准额定功率，芯片内部的MCU模块将标准额定功率的脉冲间隔时间与当前电能表功率的脉冲间隔时间做比对；

S5：芯片内部的MCU模块将标准额定功率的脉冲间隔时间与当前电能表功率的脉冲间隔时间的误差值乘以芯片内部EEPROM中保存的振荡频率偏差比例值，得到实际功率脉冲误差值；

S6：芯片内部的MCU模块将芯片内部的实际功率值除以实际功率脉冲误差值，得到芯片计量的以当前功率为标准的额定功率；

S7：芯片内部的MCU模块将芯片计量的以当前功率为标准的额定功率和标准额定功率做对比，再将功率误差比例值显示在误差器上；

S8：查看电能表校验台对应表位的误差器读数，验证自校准是否成功，理论上，经过自校准后，误差器读数将小于内部运算的最小校准精度误差值。

优选地，所述S1中，所述标准振荡频率为Fb,所述RC振荡器的本振频率为Fo,所述RC振荡器的本振频率除以标准振荡频率得到振荡频率校准值，振荡频率校准值K＝Fo/Fb。

优选地，所述RC振荡器的本振频率的倒数为本振周期，本振周期To＝1/Fo。

优选地，所述振荡频率校准值乘以本振周期得到标准振荡周期，标准振荡周期Tb＝K*To。

优选地，所述S2中，所述电能表为单相或三相电能表。

优选地，所述S3中，所述校验台为单相或三相校验台，所述校验台和电能表相对应。

优选地，所述电能表的脉冲常数为C，所述电能表的额定功率为Po，所述电能表的累计输出脉冲为C*Po，所述电能表的累计输出脉冲除以时间得到平均脉冲频率，平均脉冲频率Fcf＝C*Po/h,所述平均脉冲频率的倒数为平均脉冲周期，平均脉冲周期Tcf＝h/(C*Po)。

优选地，所述平均脉冲周期使用标准振荡时钟计数，脉冲实际计数值为Tcf/Tb。

优选地，所述脉冲实际计数值除以标准计数值得到电能表误差，所述标准计数值为h*1000000/(C*Po)，所述实际功率值除以电能表误差得到校准功率值。

本发明中的有益效果为：

采用芯片内部集成RC振荡器的方法实现电能表的自校准,再利用测试设备将RC振荡器的本振频率和标准振荡频率做比对得到偏差比例值，将偏差比例值计算至后续的校准过程中，从而解决了芯片内部集成的RC振荡器的频率偏差和离散性问题，可以实现精确的自校准。

该方法中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1，一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，包括包括测试设备、芯片、电能表和校验台，芯片内置RC振荡器，芯片安装于电能表内部，测试设备用于测试芯片，校验台用于校验电能表，具体自校准方法包括以下步骤：

S2：经过FT测试后的内置RC振荡器的芯片安装到电能表内部；

S8：查看电能表校验台对应表位的误差器读数，验证自校准是否成功，理论上，经过自校准后，误差器读数将小于内部运算的最小校准精度误差值，内部运算的最小校准精度为0.2％，则误差器在自校准后的误差读数为±0.2％。

本发明中，S1中，标准振荡频率为Fb,RC振荡器的本振频率为Fo,RC振荡器的本振频率除以标准振荡频率得到振荡频率校准值，振荡频率校准值K＝Fo/Fb。

本发明中，RC振荡器的本振频率的倒数为本振周期，本振周期To＝1/Fo。

本发明中，振荡频率校准值乘以本振周期得到标准振荡周期，标准振荡周期Tb＝K*To。

本发明中，S2中，电能表为单相或三相电能表。

本发明中，S3中，校验台为单相或三相校验台，校验台和电能表相对应。

本发明中，电能表的脉冲常数为C，电能表的额定功率为Po，电能表的累计输出脉冲为C*Po，电能表的累计输出脉冲除以时间得到平均脉冲频率，平均脉冲频率Fcf＝C*Po/h,平均脉冲频率的倒数为平均脉冲周期，平均脉冲周期Tcf＝h/(C*Po)，电能表表型为5(30)A，脉冲常数为C＝3200imp/h，额定电压U＝220V,额定电流I＝5A，额定功率Po＝1100W，假设该功率计量1小时，电能值为1100Wh,电能表的累计输出脉冲为3200*1.1＝3520个脉冲，平均脉冲频率Fcf＝3520/3600(Hz),平均脉冲周期Tcf＝3600/3520(s)。

本发明中，平均脉冲周期使用标准振荡时钟计数，脉冲实际计数值为Tcf/Tb，假设标准振荡频率为1MHz，则Tb＝1us。

本发明中，脉冲实际计数值除以标准计数值得到电能表误差，标准计数值为h*1000000/(C*Po)，实际功率值除以电能表误差得到校准功率值，标准计数值＝3600*1000000/3520＝1022727。

实施例2

S2：经过FT测试后的内置RC振荡器的芯片安装到电能表内部；

本发明中，S2中，电能表为单相或三相电能表。

本发明中，电能表的脉冲常数为C，电能表的额定功率为Po，电能表的累计输出脉冲为C*Po，电能表的累计输出脉冲除以时间得到平均脉冲频率，平均脉冲频率Fcf＝C*Po/h,平均脉冲频率的倒数为平均脉冲周期，平均脉冲周期Tcf＝h/(C*Po)，电能表表型为10(40)A，脉冲常数为C＝1600imp/h，额定电压U＝220V,额定电流I＝10A，额定功率Po＝2200W，假设该功率计量1小时，电能值为2200Wh,电能表的累计输出脉冲为1600*2.2＝3520个脉冲，平均脉冲频率Fcf＝3520/3600(Hz),平均脉冲周期Tcf＝3600/3520(s)。

实施例3

S2：经过FT测试后的内置RC振荡器的芯片安装到电能表内部；

本发明中，S2中，电能表为单相或三相电能表。

本发明中，电能表的脉冲常数为C，电能表的额定功率为Po，电能表的累计输出脉冲为C*Po，电能表的累计输出脉冲除以时间得到平均脉冲频率，平均脉冲频率Fcf＝C*Po/h,平均脉冲频率的倒数为平均脉冲周期，平均脉冲周期Tcf＝h/(C*Po)，电能表表型为15(60)A，脉冲常数为C＝800imp/h，额定电压U＝220V,额定电流I＝15A，额定功率Po＝3300W，假设该功率计量1小时，电能值为3300Wh,电能表的累计输出脉冲为800*3.3＝2640个脉冲，平均脉冲频率Fcf＝2640/3600(Hz),平均脉冲周期Tcf＝3600/2640(s)。

本发明中，脉冲实际计数值除以标准计数值得到电能表误差，标准计数值为h*1000000/(C*Po)，实际功率值除以电能表误差得到校准功率值，标准计数值＝3600*1000000/2640＝1363636。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，包括测试设备、芯片、电能表和校验台，所述芯片内置RC振荡器，所述芯片安装于电能表内部，所述测试设备用于测试芯片，所述校验台用于校验电能表，具体自校准方法包括以下步骤：

S2：经过FT测试后的内置RC振荡器的芯片安装到电能表内部；

2.根据权利要求1所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述S1中，所述标准振荡频率为Fb,所述RC振荡器的本振频率为Fo,所述RC振荡器的本振频率除以标准振荡频率得到振荡频率校准值，振荡频率校准值K＝Fo/Fb。

3.根据权利要求2所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述RC振荡器的本振频率的倒数为本振周期，本振周期To＝1/Fo。

4.根据权利要求3所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述振荡频率校准值乘以本振周期得到标准振荡周期，标准振荡周期Tb＝K*To。

5.根据权利要求1所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述S2中，所述电能表为单相或三相电能表。

6.根据权利要求1所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述S3中，所述校验台为单相或三相校验台，所述校验台和电能表相对应。

7.根据权利要求4所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述电能表的脉冲常数为C，所述电能表的额定功率为Po，所述电能表的累计输出脉冲为C*Po，所述电能表的累计输出脉冲除以时间得到平均脉冲频率，平均脉冲频率Fcf＝C*Po/h,所述平均脉冲频率的倒数为平均脉冲周期，平均脉冲周期Tcf＝h/(C*Po)。

8.根据权利要求7所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述平均脉冲周期使用标准振荡时钟计数，脉冲实际计数值为Tcf/Tb。

9.根据权利要求8所述的一种基于芯片内置RC振荡器的电能表自校准方法，其特征在于，所述脉冲实际计数值除以标准计数值得到电能表误差，所述标准计数值为h*1000000/(C*Po)，所述实际功率值除以电能表误差得到校准功率值。