CN112649782A - 基于分流器的电能表的电流修正方法及装置、电能表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于分流器的电能表的电流修正方法及装置、电能表，包括：建立关系模型；其中，所述关系模型用于表征当向所述分流器输入多个预设等级电流时所述电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。通过本发明，解决了相关技术中因外部施加电流作用到分流器上导致电能表测量电流不准确的技术问题。

Description

基于分流器的电能表的电流修正方法及装置、电能表

技术领域

本发明涉及电学领域，具体而言，涉及一种基于分流器的电能表的电流修正方法及装置、电能表。

背景技术

相关技术中，对于使用分流器作为采样器件的电能表而言，由于分流器本质上而言，就是一个电阻，当通过几十甚至几百安的电流时，发热会非常严重，电阻值会随着温度的变化发生变化，具体到分流器，阻值的变化直接影响测量的精度。因此，对于刚上电的电能表，分流器由于经过电流而发热，会造成电表读数不稳定；当上电运行一段时间后，电阻会达到恒温状态，读数稳定，然而在电表生产过程中，每一块电表都需要进行出厂校准，且要求时间尽量短，以获得更高的效率，不可能让每块表都上电运行一段时间稳定下来后再进行校准工作。虽然现在的计量芯片会提供片内温度传感器，但该温度传感器是用于测量片内温度的，无法测量在外部施加电流作用到分流器时，分流器的温度变化。

针对上述相关技术中存在的技术问题，目前没有提出有效的解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于分流器的电能表的电流修正方法及装置、电能表，以至少解决相关技术中因外部施加电流作用到分流器上导致电能表测量电流不准确的技术问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于分流器的电能表的电流修正方法，包括：建立关系模型；其中，所述关系模型用于表征当向所述分流器输入多个预设等级电流时所述电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

在一种可能的实现方式中，所述建立关系模型包括：分别向所述分流器输入多个预设等级电流；针对每个预设等级电流，确定所述分流器的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线；基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型。

在另一种可能的实现方式中，针对每个预设等级电流，确定所述分流器的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线包括：针对目标等级电流，通过所述电能表的采集模块采集进入所述电能表的控制模块的采样电压信号随时间变化的电压值；基于所述电压值和所述时间绘制与所述目标等级电流对应的目标对应关系曲线。

在另一种可能的实现方式中，基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型，至少包括以下之一：基于所述多个预设等级电流和所述多个对应关系曲线，通过深度学习的方式建立所述关系模型；基于所述多个预设等级电流和所述多个对应关系曲线，通过多项式拟合的方式建立所述关系模型。

在另一种可能的实现方式中，在基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型之后，所述方法还包括：将所述关系模型存储于所述电能表的存储模块中。

在另一种可能的实现方式中，根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正，包括：当所述电能表开始上电时，通过所述电能表的采集模块检测所述分流器的当前电流值，并开始计时；基于所述当前电流值、计时时间和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

第二方面，提供了一种基于分流器的电能表的电流修正装置，包括：建立模块，用于建立关系模型；其中，所述关系模型用于表征当向所述分流器输入多个预设等级电流时所述电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；修正模块，用于根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

在一种可能的实现方式中，所述建立模块包括：输入单元，用于分别向所述分流器输入多个预设等级电流；确定单元，用于针对每个预设等级电流，确定所述分流器的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线；建立单元，用于基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型。

在另一种可能的实现方式中，所述确定单元用于，针对目标等级电流，通过所述电能表的采集模块采集进入所述电能表的控制模块的采样电压信号随时间变化的电压值；基于所述电压值和所述时间绘制与所述目标等级电流对应的目标对应关系曲线。

在另一种可能的实现方式中，所述建立单元至少包括以下之一：第一建立子单元，用于基于所述多个预设等级电流和所述多个对应关系曲线，通过深度学习的方式建立所述关系模型；第二建立子单元，用于基于所述多个预设等级电流和所述多个对应关系曲线，通过多项式拟合的方式建立所述关系模型。

在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括：存储模块，用于在基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型之后，将所述关系模型存储于所述电能表的存储模块中。

在另一种可能的实现方式中，所述修正模块包括：检测单元，用于当所述电能表开始上电时，通过所述电能表的采集模块检测所述分流器的当前电流值，并开始计时；修正单元，用于基于所述当前电流值、计时时间和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

第三方面，提供了一种基于分流器的电能表，所述电能表用于执行上述任一项所述的基于分流器的电能表的电流修正方法。

第四方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

第五方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项装置实施例中的步骤。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的基于分流器的电能表的电流修正方法，通过向分流器输入多个预设等级电流，分别计算每个预设等级电流时，电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线，并建立多个预设等级电流、采样电压信号以及时间三者之间的关系模型；在对电能表上电时，根据分流器的当前电流值和关系模型对电能表的电流进行修正，换言之，通过测出不同电流下，分流器阻值随时间变化的曲线，来修正电流引起的温度影响，解决了相关技术中因外部施加电流作用到分流器上导致电能表测量电流不准确的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正方法应用于计算机终端的硬件结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正方法的流程图；

图3是根据本发明一具体实施例的一种基于分流器的电能表的内部结构图；

图4是根据本发明一具体实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正的流程图；

图5是根据本发明实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正装置的结构框图；

图6是根据本发明实施例的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、服务器、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图1是本发明实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正方法应用于计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的基于分流器的电能表的电流修正方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器，也可以包括易失性存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

本发明提出一种通过软件来修正温度对分流器影响的电能表，通过测出不同电流下，分流器阻值随时间变化的曲线，来修正电流引起的温度影响，使电能表在刚上电的预热阶段，就能精确测量电流，提高电表精度。图2是根据本发明实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，建立关系模型；其中，关系模型用于表征当向分流器输入多个预设等级电流时电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；

步骤S204，根据分流器的当前电流值和关系模型对电能表的电流进行修正。

本发明实施例提供的基于分流器的电能表的电流修正方法，通过向分流器输入多个预设等级电流，分别计算每个预设等级电流时，电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线，并建立多个预设等级电流、采样电压信号以及时间三者之间的关系模型；在对电能表上电时，根据分流器的当前电流值和关系模型对电能表的电流进行修正，换言之，通过测出不同电流下，分流器阻值随时间变化的曲线，来修正电流引起的温度影响，解决了相关技术中因外部施加电流作用到分流器上导致电能表测量电流不准确的技术问题。

下面结合一具体实施例对本发明提供的方案做进一步地说明：

图3是根据本发明一具体实施例的一种基于分流器的电能表的内部结构图，如图3所示，电能表的基本结构至少包括：电源模块，通讯模块，显示模块，采集模块以及存储模块，其中，

电源模块，给主芯片(即上述控制模块)、通讯模块、显示模块，以及采集模块等供电；

通讯模块，可以是RS485通讯、CAN通讯等有线通讯方式，或者LoRa通讯、WiFi通讯等无线通信方式，用于传输数据；

显示模块，可以为本地LCD屏、数码管显示、或者触摸屏显示等；

采集模块，采集电压、电流信号，然后由控制模块根据采集到的电压和电流信号计算电压值、电流值、功率值、功率因数、频率、电能等相关电参数；

存储模块，用于存储通过控制模块计算得到的电参数，以及一些配置参数。

针对分流器，在一个固定的电流等级下，施加电流到分流器上，然后使用高精度万用表测试进入芯片端的采样电压信号随时间变化的电压值；根据测试结果，可绘制出在一个确定电流等级下，采样电压信号随时间的变化曲线；然后分别对分流器施加不同等级的电流，同样按照上述方法依次测试，可以获得不同电流等级下，采样电压信号随时间变化的曲线，由此可获得采样电压信号和电流、时间之间的关系。

另外，采样电压信号和电流、时间之间的关系中包含了除了分流器以外，电流和时间对硬件电路上其他元器件的温度影响。由于电流首先通过分流器，将一个大电流转化为毫伏级别的电压进入主板上，然后该毫伏级别的电压通过主板上的采样电路才进入主芯片，再进行AD采样的，因此，采样获得的电压信号是有两个自变量的。

通过深度学习、建模或者是多项式拟合的方式，可以建立采样电压信号和电流、时间之间的线性或非线性关系，例如，以多项式拟合方式为例，以采样电压信号为因变量U，以输入电流I和时间t作为自变量，建立关系模型U＝f(I,t)的关系式；然后将得出的关系式存储于存储模块中。

以后模块上电运行时，实时检测电流值，当检测到当前有电流输入的时候，开始计时，并调取存储模块中存储的关系模型，根据当前电流值以及时间来修正电流，流程步骤参见图4，图4是根据本发明一具体实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正的流程图。

根据上述实施步骤，通过测出不同等级电流情况下，分流器阻值随时间变化的曲线，来修正电流引起的温度对分流器阻值的影响，提高电表精度，解决了电表刚上电时，因外部施加电流而使分流器发热，从而导致电表读数不稳定的技术问题；能够修正在电表预热阶段，由于分流器过电流(即超过额定电流)而导致的电表读数不稳定的问题，从而提高了预热阶段电表的精度。

基于上文各个实施例提供的基于分流器的电能表的电流修正方法，基于同一发明构思，在本实施例中还提供了一种基于分流器的电能表的电流修正装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“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5是根据本发明实施例的一种基于分流器的电能表的电流修正装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：建立模块50，用于建立关系模型；其中，关系模型用于表征当向分流器输入多个预设等级电流时电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；修正模块52，连接至上述建立模块50，用于根据分流器的当前电流值和关系模型对电能表的电流进行修正。

在一种可能的实现方式中，建立模块50包括：输入单元，用于分别向分流器输入多个预设等级电流；确定单元，用于针对每个预设等级电流，确定分流器的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线；建立单元，用于基于多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立关系模型。

在另一种可能的实现方式中，确定单元用于，针对目标等级电流，通过电能表的采集模块采集进入电能表的控制模块的采样电压信号随时间变化的电压值；基于电压值和时间绘制与目标等级电流对应的目标对应关系曲线。

在另一种可能的实现方式中，建立单元至少包括以下之一：第一建立子单元，用于基于多个预设等级电流和多个对应关系曲线，通过深度学习的方式建立关系模型；第二建立子单元，用于基于多个预设等级电流和多个对应关系曲线，通过多项式拟合的方式建立关系模型。

在另一种可能的实现方式中，上述装置还包括：存储模块，用于在基于多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立关系模型之后，将关系模型存储于电能表的存储模块中。

在另一种可能的实现方式中，修正模块52包括：检测单元，用于当电能表开始上电时，通过电能表的采集模块检测分流器的当前电流值，并开始计时；修正单元，用于基于当前电流值、计时时间和关系模型对电能表的电流进行修正。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，建立关系模型；其中，所述关系模型用于表征当向所述分流器输入多个预设等级电流时所述电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；

S2，根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

基于上述图2所示方法和图5所示装置的实施例，为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，包括存储器62和处理器61，其中存储器62和处理器61均设置在总线63上存储器62存储有计算机程序，处理器61执行计算机程序时实现图2所示的基于分流器的电能表的电流修正方法。

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存储器(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电子设备(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。

可选地，该设备还可以连接用户接口、网络接口、摄像头、射频(Radio Frequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种电子设备的结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明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，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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 (10)

1.一种基于分流器的电能表的电流修正方法，其特征在于，包括：

建立关系模型；其中，所述关系模型用于表征当向所述分流器输入多个预设等级电流时所述电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；

根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立关系模型包括：

分别向所述分流器输入多个预设等级电流；

针对每个预设等级电流，确定所述分流器的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线；

基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对每个预设等级电流，确定所述分流器的采样电压信号随时间变化的对应关系曲线包括：

针对目标等级电流，通过所述电能表的采集模块采集进入所述电能表的控制模块的采样电压信号随时间变化的电压值；

基于所述电压值和所述时间绘制与所述目标等级电流对应的目标对应关系曲线。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型，至少包括以下之一：

基于所述多个预设等级电流和所述多个对应关系曲线，通过深度学习的方式建立所述关系模型；

基于所述多个预设等级电流和所述多个对应关系曲线，通过多项式拟合的方式建立所述关系模型。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于所述多个预设等级电流和多个对应关系曲线建立所述关系模型之后，所述方法还包括：

将所述关系模型存储于所述电能表的存储模块中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正，包括：

当所述电能表开始上电时，通过所述电能表的采集模块检测所述分流器的当前电流值，并开始计时；

基于所述当前电流值、计时时间和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

7.一种基于分流器的电能表的电流修正装置，其特征在于，包括：

建立模块，用于建立关系模型；其中，所述关系模型用于表征当向所述分流器输入多个预设等级电流时所述电能表的采样电压信号随时间变化的对应关系；

修正模块，用于根据所述分流器的当前电流值和所述关系模型对所述电能表的电流进行修正。

8.一种基于分流器的电能表，其特征在于，所述电能表用于执行如权利要求1-6中任一项所述的基于分流器的电能表的电流修正方法。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

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