CN112881968A - 一种电表检定装置及检定方法 - Google Patents

一种电表检定装置及检定方法 Download PDF

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Abstract

一种电表检定装置，包括计算机、标准表、待测表、功率源、协议转换器和控制板；所述计算机与功率源、协议转换器和控制板相连，所述协议转换器与标准表的通讯端口相连，所述功率源给待测表和标准表提供电能，所述控制板接收待测表和标准表的输出信号脉冲，所述控制板还可以连接显示屏；本发明同时还公开了一种电表检定方法；通过本发明的实施，使电表检定装置兼容了各个厂家的功率源和标准表，实现了协议控制器和计算机对不同标准表总线通讯协议的读取和存储，提高了检定装置的适应性。

Description

一种电表检定装置及检定方法
技术领域
本发明涉及一种电表检定领域，特别涉及一种电表检定装置及检定方法。
背景技术
目前，在智能电网电测、电能计量技术领域内，不同厂家所生产的检定装置内部所配备的标准表均存在差异，目前暂时没有相关统一标准。因此，电能表检定流水线中不同厂家配置的功率源和标准表均存在较大差异，各个检定设备厂家的功率源和标准表互不通用，其中，标准表通讯协议和输出一般都有差异。针对这一现状，亟需提高电表检定设备的通用率，提供一种电表检定装置和检定方法，实现在该电表检定装置中标准表可以通用互换的目的。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种电表检定装置及检定方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一个或者多个实施例公开了一种电表检定装置，包括计算机、标准表、待测表，还包括功率源、协议转换器和控制板；所述计算机至少具有三路通讯端口，所述功率源具有至少两路可独立调节输出和一通讯端口，所述标准表具有至少具有一种通讯端口、一路输入端口和一路信号输出端口，所述待测表具有至少一输入端口和一路信号输出端口，所述协议转换器至少具有一路输入端口和一路输出端口，所述控制板至少具两路信号输入端口和一路通讯端口；其中，
所述计算机的一个通讯端口通过第一通讯线与所述协议转换器的输出端口相连，所述计算机的另一通讯端口通过第三通讯线与所述控制板的通讯端口相连，所述计算机的再一通讯端口通过第四通讯线与所述功率源的通讯端口相连；
所述功率源的一路输出通过第一输出线连接所述标准表的输入端口，所述功率源的另一路输出通过第二输出线连接所述待测表的输入端口；
所述标准表的通讯端口与所述协议转换器的输入端口相连，所述标准表的输出端口与所述控制板的一路信号输入端口相连；
所述待测表的信号输出端口与所述控制板的另一信号输入端口相连。
作进一步限定，所述功率源可根据其通讯端口输入的信息独立调节第一输出和第二输出。
作进一步限定，所述控制板可根据其通讯端口输入的信息设定不同的算法得到待测表输出信号相对标准表输出信号的偏差。
作进一步限定，所述协议转换器具有诊断功能，在标准表上电以后，所述协议转换器通过第二通讯线可以读取标准表的标定协议，然后通过第一通讯线传输给计算机。
作进一步限定，所述协议转换器与第二通讯线连接的端口兼容CAN总线、RS-232总线和RS-485总线。
作进一步限定，所述协议转换器与第一通讯线连接的端口支持以太网总线。
作进一步限定，所述标准表和待测表输出的信号均为脉冲信号。
一个或者多个实施例公开了一种电表检定方法，包括以下步骤：
(1)所述协议转换器通过第二通讯线读取所述标准表的协议，并通过第一通讯线传输到所述计算机；
(2)所述计算机把所述协议转换器发来的协议与其预存储的协议库进行比较，如果不存在，则添加该协议，否则进入下一步；
(3)所述计算机根据标准表的协议要求，通过第四通讯线控制所述功率源与第一输出线、第二输出线连接的端口输出；
(4)所述计算机把检定评价标准通过第三通讯线发送给所述控制板，所述控制板接收第一信号线和第二信号线发来的信号，并处理、计算出所述待测表相对于所述标准表的偏差。
作进一步限定，所述步骤(4)中，所述控制板处理信号的方法如下：
(4-1)所述控制板的微控制器对StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区进行清零；
(4-2)所述控制板收到计算机发来的启动测试指令后，启动一个计数器，并把标准表的输出信号、待测表的输出信号的电平逻辑分别写入StandardBuf[0]和TestBuf[0]，并把CountBuf[0]清零；
(4-3)当所述控制板检测到标准表的输出信号或者待测表的输出信号电平的其中之一发生变化时，立即读取所述计数的值，并把最新的标准表的输出信号、待测表的输出信号的电平逻辑分别写入StandardBuf[x]和TestBuf[x]，并把计数器的值写入CountBuf[x]；
(4-4)重复步骤(4-3)，直到接收到所述计算机发来的停止检测指令；
(4-5)所述控制板微处理器根据StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区的值得到标准表和待测表的输出信号的电平图，根据该电平图计算出所述待测表相对于所述标准表的偏差。
作进一步限定，所述步骤(4)中，所述控制板显示所述待测表的偏差和/或将些此偏差通过第三通讯线发送到所述计算机。
作进一步限定，在检定过程中，所述协议转换器通过第二通讯线实时监测标准表的状态，并通过第一通讯线发送给所述计算机。
本发明的有益效果是，本发明公开的电表检定装置可以兼容各个厂家的功率源和标准表，实现了对不同标准表总线通讯协议的读取，提高了检定装置的适应性；通过电表检定方法，实现了待测表的检定功能；更进一步，计算机通过协议转换器完成了对标准表在检定过程中的状态监测，提高了检测稳定性和可靠性；更进一步，控制板和/或计算机可以把检定的待测表的偏差显示和存储，使检定结果更加可视化，方便客户查阅。
附图说明
图1是电表检定装置结构示意图；
图2是协议转换器结构示意图；
图3是电表检定方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种电表检定装置，包括计算机、标准表、待测表，还包括功率源、协议转换器和控制板；所述计算机至少具有三路通讯端口，所述功率源具有至少两路可独立调节输出和一通讯端口，所述标准表具有至少具有一种通讯端口、一路输入端口和一路信号输出端口，所述待测表具有至少一输入端口和一路信号输出端口，所述协议转换器至少具有一路输入端口和一路输出端口，所述控制板至少具两路信号输入端口和一路通讯端口；其中，所述计算机的一个通讯端口通过第一通讯线与所述协议转换器的输出端口相连，所述计算机的另一通讯端口通过第三通讯线与所述控制板的通讯端口相连，所述计算机的再一通讯端口通过第四通讯线与所述功率源的通讯端口相连；所述功率源的一路输出通过第一输出线连接所述标准表的输入端口，所述功率源的另一路输出通过第二输出线连接所述待测表的输入端口；所述标准表的通讯端口与所述协议转换器的输入端口相连，所述标准表的输出端口与所述控制板的一路信号输入端口相连；所述待测表的信号输出端口与所述控制板的另一信号输入端口相连。
在实施例中，优选地，所述功率源可根据其通讯端口输入的信息独立调节第一输出和第二输出，这样可以使所述电表检定装置更好的兼容不同厂家的标准表和不同厂家的待测表。
在实施例中，优选地，所述控制板可根据其通讯端口输入的信息设定不同的算法得到待测表输出信号相对标准表输出信号的偏差，由于标准表和待测表的输出信号不同，因此不能直接对比，该控制板根据标准表协议去选择对比算法，再通过计算来得到待测表的偏差，因此提高了标准表的兼容性。
在实施例中，优选地，所述协议转换器具有诊断功能，在标准表上电以后，所述协议转换器通过第二通讯线可以读取标准表的标定协议，然后通过第一通讯线传输给计算机。协议转换器通过诊断功能，在标准表上电以后，开始诊断标准表的协议，并把该协议发送给计算机，使计算机成了标准表协议存储库，极大地提高检定装置的适应性。
在实施例中，优选地，如图2所示，所述协议转换器与第二通讯线连接的端口兼容CAN总线、RS-232总线和RS-485总线。其中，在CAN总线、RS-232总线和RS-485总线的收发器前端均添加光耦隔离，提高协议转换器电路与外部电路的隔离，提高了系统的可靠性。
在实施例中，优选地，所述协议转换器与第一通讯线连接的端口支持以太网总线，方便与计算机通讯，该方式充分利用了以太网的通讯速度快和使用方便。
在实施例中，优选地，所述标准表和待测表输出的信号均为脉冲信号。
实施例2
如图3所示，一种电表检定方法，包括以下步骤：
(1)所述协议转换器通过第二通讯线读取所述标准表的协议，并通过第一通讯线传输到所述计算机；
(2)所述计算机把所述协议转换器发来的协议与其预存储的协议库进行比较，如果不存在，则添加该协议，否则进入下一步；
(3)所述计算机根据标准表的协议要求，通过第四通讯线控制所述功率源与第一输出线、第二输出线连接的端口输出；
(4)所述计算机把检定评价标准通过第三通讯线发送给所述控制板，所述控制板接收第一信号线和第二信号线发来的信号，并处理、计算出所述待测表相对于所述标准表的偏差。
在实施例中，优选地，所述步骤(4)中，所述控制板微控制器开辟三个缓冲区，分别命名为StandardBuf、TestBuf和CountBuf，其中，微控制器处理信号的方法如下：
(4-1)所述控制板的微控制器对StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区进行清零；
(4-2)所述控制板收到计算机发来的启动测试指令后，启动一个计数器，并把标准表的输出信号、待测表的输出信号的电平逻辑分别写入StandardBuf[0]和TestBuf[0]，并把CountBuf[0]清零；
(4-3)当所述控制板检测到标准表的输出信号或者待测表的输出信号电平的其中之一发生变化时，立即读取所述计数的值，并把最新的标准表的输出信号、待测表的输出信号的电平逻辑分别写入StandardBuf[x]和TestBuf[x]，并把计数器的值写入CountBuf[x]；
(4-4)重复步骤(4-3)，直到接收到所述计算机发来的停止检测指令；
(4-5)所述控制板微处理器根据StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区的值得到标准表和待测表的输出信号的电平图，根据该电平图计算出所述待测表相对于所述标准表的偏差。
其中，StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区的宽度，前两者为unsign char类型，用于存储标准表和待测表输出的电平信号，其中，电平信号只可能为0或者1；CountBuf为unsigned int类型，优选32位bit宽度，用于存储计数器的值。步骤(4-3)中的x分别为1、2、3……N中一个数，后一个计数器的值减去前一计数器的值，再乘以计数器的时间间隔，就可以得到低电平或者高电平的宽度，从而得到标准表和待测表输出的信号电平图。这里的关键是设置足够小的计数器的时间间隔，该时间间隔越小检测的电平图越精确；但该计数器占用的微控制器的CPU资源也将越多，这里优先先择计数器的时间间隔为10微秒，既可以满足通常8MHz微控制时钟的工作要求，也可以满足电平图的精度要求。
其中，由于标准表和待测表的信号的检测是通过所述控制板微控制器的输入引脚的电平跳变中断来检测，因此控制板微处理器反应速度快；其次，由于计数器在启动以后，一直以等间隔的时间不停地计数，直到收到所述计算机发来的停止指令。因为每当标准表或者待测表的电平发生跳变时，微处理器只是记下当时计数器的值，因此处理速度快，尽最大可能地减少了电平检测到存付储时间的延时，通过设置足够小的计数器时间间隔，可以有效地控制该延时的误差，提高测试的精度。所述控制板的微控制器通过标准表的输出电平、待测表的输出电平和计数器的值，通过电平变化时，用后一电平变化时存储的对应计数器的值减去前一电平变化时存储的计数器值，乘以时间间隔，就可以得到这一段电平的持续时间，以此类推，便可以绘制出标准表和待测表的输出电平图，通过待测表的输出电平图相对于标准表输出电平图的偏差，根据标准表的输出协议，便可以计算出待测表的偏差。因此该控制板的微控制器的处理方法增加了对标准表的输出信号的兼容性，通过提高检测标准表输出信号的反应速度，更进一步提高了标准表替换性和通用性，更进一步地提高了电表检定装置的适应性和通用性。
在实施例中，优选地，所述步骤(4)中，所述控制板显示所述待测表的偏差和/或将些此偏差通过第三通讯线发送到所述计算机。
在实施例中，优选地，在检定过程中，所述协议转换器通过第二通讯线实时监测标准表的状态，并通过第一通讯线发送给所述计算机。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种电表检定装置，包括计算机、标准表、待测表，其特征在于，还包括功率源、协议转换器和控制板；所述计算机至少具有三路通讯端口，所述功率源具有至少两路可独立调节输出和一通讯端口，所述标准表具有至少具有一种通讯端口、一路输入端口和一路信号输出端口，所述待测表具有至少一输入端口和一路信号输出端口，所述协议转换器至少具有一路输入端口和一路输出端口，所述控制板包括一微控制器，且至少具两路信号输入端口和一路通讯端口；其中，
所述计算机的一个通讯端口通过第一通讯线与所述协议转换器的输出端口相连，所述计算机的另一通讯端口通过第三通讯线与所述控制板的通讯端口相连，所述计算机的再一通讯端口通过第四通讯线与所述功率源的通讯端口相连；
所述功率源的一路输出通过第一输出线连接所述标准表的输入端口，所述功率源的另一路输出通过第二输出线连接所述待测表的输入端口；
所述标准表的通讯端口与所述协议转换器的输入端口相连，所述标准表的输出端口与所述控制板的一路信号输入端口相连；
所述待测表的信号输出端口与所述控制板的另一信号输入端口相连；并且，
所述标准表和待测表输出的信号均为脉冲信号。
2.如权利要求1所述的电表检定装置，其特征在于，所述功率源可根据其通讯端口输入的信息独立调节第一输出和第二输出。
3.如权利要求1所述的电表检定装置，其特征在于，所述控制板可根据其通讯端口输入的信息设定不同的算法得到待测表输出信号相对标准表输出信号的偏差。
4.如权利要求1所述的电表检定装置，其特征在于，所述协议转换器具有诊断功能，在标准表上电以后，所述协议转换器通过第二通讯线可以读取标准表的标定协议，然后通过第一通讯线传输给计算机。
5.如权利要求1所述的电表检定装置，其特征在于，所述协议转换器与第二通讯线连接的端口兼容CAN总线、RS-232总线、RS-485总线或者USB总线。
6.如权利要求1所述的电表检定装置，其特征在于，所述协议转换器与第一通讯线连接的端口支持以太网总线。
7.利用如权利要求1所述的电表检定方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)所述协议转换器通过第二通讯线读取所述标准表的协议，并通过第一通讯线传输到所述计算机；
(2)所述计算机把所述协议转换器发来的协议与其预存储的协议库进行比较，如果不存在，则添加该协议，否则进入下一步；
(3)所述计算机根据标准表的协议要求，通过第四通讯线控制所述功率源与第一输出线、第二输出线连接的端口输出；
(4)所述计算机把检定评价标准通过第三通讯线发送给所述控制板，所述控制板接收第一信号线和第二信号线发来的信号，并处理、计算出所述待测表相对于所述标准表的偏差。
8.如权利要求7所述的电表检定方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述控制板处理信号的方法如下：
(4-1)所述控制板的微控制器对StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区进行清零；
(4-2)所述控制板收到计算机发来的启动测试指令后，启动一个计数器，并把标准表的输出信号、待测表的输出信号的电平逻辑分别写入StandardBuf[0]和TestBuf[0]，并把CountBuf[0]清零；
(4-3)当所述控制板检测到标准表的输出信号或者待测表的输出信号电平的其中之一发生变化时，立即读取所述计数的值，并把最新的标准表的输出信号、待测表的输出信号的电平逻辑分别写入StandardBuf[x]和TestBuf[x]，并把计数器的值写入CountBuf[x]；
(4-4)重复步骤(4-3)，直到接收到所述计算机发来的停止检测指令；
(4-5)所述控制板微处理器根据StandardBuf、TestBuf和CountBuf缓冲区的值得到标准表和待测表的输出信号的电平图，根据该电平图计算出所述待测表相对于所述标准表的偏差。
9.如权利要求7所述的电表检定方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述控制板显示所述待测表的偏差和/或将些此偏差通过第三通讯线发送到所述计算机。
10.如权利要求7所述的电表检定方法，其特征在于，在检定过程中，所述协议转换器通过第二通讯线实时监测标准表的状态，并通过第一通讯线发送给所述计算机。
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