CN113702896B - 一种基于电压参考测量直流电能标准表误差的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电压参考测量直流电能标准表误差的系统及方法，属于直流电能校准技术领域。本发明系统包括：参考级电压标准单元1、参考级电压标准单元2、电压比较单元3、电压比较单元4、纳伏计5、纳伏计6、电压源、电流源、分压单元、比例单元、频率计、电能计算单元和误差处理单元。本发明校准系统配置有电压源和电流源，可满足直流电能标准表直接接入大电流测量的方式，本发明利用电压差分比较原理，将电压源、电流源的输出电参量经转化后与参考级电压标准相比较，可得到更精准的数值，提高了标准电能计量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及直流电能校准技术领域，并且更具体地，涉及一种基于电压参考测量直流电能标准表误差的系统及方法。
背景技术
随着近几年电动汽车充电桩的发展建设，直流电能计量技术也迎来了一个快速发展阶段，直流电能工作计量器具和直流电能检定装置产品类型逐渐呈现多原理化和高准确性，相对于交流电能标准表，目前国内市场上的直流电能标准表多为国产表，且直接接入电流多为500A及以上，此外直流电能标准表准确度等级也多为0.01级，实际校准较难。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种基于电压参考测量直流电能标准表误差的系统，包括：
第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元，所述第一参考级电压标准单元向第一电压比较单元输入第一低电压，并将第一低电压的值输入至电能计算单元，所述第二参考级电压标准单元向第二电压比较单元输入第二低电压，并将第二低电压的值输入至电能计算单元；
第一电压比较单元和第二电压比较单元，所述第一电压比较单元对输入的第一低电压进行比较，输出第一差分电压值至纳伏计5，所述第二电压比较单元对输入的第二低电压进行比较，输出第二差分电压值至纳伏计6；
纳伏计5和纳伏计6，所述纳伏计5和纳伏计6分别将第一差分电压值及第二差分电压值输入至电能计算单元；
电压源，所述电压源向分压单元及待试验的直流电能标准表输入电压；
电流源，所述电流源向比例单元及待试验的直流电能标准表输入电流；
分压单元，所述分压单元将电压源输入的电压以预设比例转换为低电压输入至第一电压比较单元；
比例单元，所述比例单元将电流源输入的电流以预设比例转换为低电压输入至比较单元3；
频率计，所述频率计接收待试验的直流电能标准表输出的电能脉冲电测试信号的频率，并将电能脉冲电测试信号的频率传输至误差处理单元；
电能计算单元，所述电能计算单元根据接收的第一低电压的值、第二低电压的值、第一差分电压值及第二差分电压值，确定标准电能值，并将标准电能值传输至误差处理单元；
误差处理单元，所述误差处理单元根据电能脉冲电测试信号的频率确定预设时间段内的被测电能值，对被测电能值与标准电能值进行对比，确定电能误差，所述电能误差即为直流电能标准表的误差。
可选的，电压源输出的电压为并联输出。
可选的，电流源输出的电流为串联输出。
可选的，电流源及电压源同时接入多个直流电能标准表。
可选的，第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元为电压基准器或量子电压源。
本发明还提出了一种测量直流电能标准表误差的方法，包括：
控制第一参考级电压标准单元向第一电压比较单元输入低电压，并将第一低电压的值输入至电能计算单元，及控制第二参考级电压标准单元向第二电压比较单元输入低电压，并将第二低电压的值输入至电能计算单元；
控制电压源向分压单元及待试验的直流电能标准表输入电压；
控制电流源向比例单元及待试验的直流电能标准表输入电流；
控制分压单元将电压源输入的电压以预设比例转换为低电压输入至第一电压比较单元；
控制比例单元将电流源输入的电流以预设比例转换为低电压输入至比较单元3；
控制第一电压比较单元对输入的低电压进行比较，输出第一差分电压值至纳伏计5，并控制第二电压比较单元对输入的低电压进行比较，输出第二差分电压值至纳伏计6；
控制纳伏计5和纳伏计6分别将第一差分电压值及第二差分电压值输入至电能计算单元；
控制频率计接收待试验的直流电能标准表输出的电能脉冲电测试信号的频率，并将电能脉冲电测试信号的频率传输至误差处理单元；
控制电能计算单元根据接收的第一低电压的值、第二低电压的值、第一差分电压值及第二差分电压值，确定标准电能值，并将标准电能值传输至误差处理单元；
控制误差处理单元根据电能脉冲电测试信号的频率确定预设时间段内的被测电能值，对被测电能值与标准电能值进行对比，确定电能误差，所述电能误差即为直流电能标准表的误差。
可选的，电压源输出的电压为并联输出。
可选的，电流源输出的电流为串联输出。
可选的，电流源及电压源同时接入多个直流电能标准表。
可选的，第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元为电压基准器或量子电压源。
本发明校准系统配置有电压源和电流源，可满足直流电能标准表直接接入大电流测量的方式，本发明利用电压差分比较原理，将电压源、电流源的输出电参量经转化后与参考级电压标准相比较，可得到更精准的数值，提高了标准电能计量的准确性。
附图说明
图1为本发明系统的结构图；
图2为本发明方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种基于电压参考测量直流电能标准表误差的系统，如图1所示，包括：
第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元，所述第一参考级电压标准单元向第一电压比较单元输入第一低电压，并将第一低电压的值输入至电能计算单元，所述第二参考级电压标准单元向第二电压比较单元输入第二低电压，并将第二低电压的值输入至电能计算单元；
第一电压比较单元和第二电压比较单元，所述第一电压比较单元对输入的第一低电压进行比较，输出第一差分电压值至纳伏计5，所述第二电压比较单元对输入的第二低电压进行比较，输出第二差分电压值至纳伏计6；
纳伏计5和纳伏计6，所述纳伏计5和纳伏计6分别将第一差分电压值及第二差分电压值输入至电能计算单元；
电压源，所述电压源向分压单元及待试验的直流电能标准表输入电压；
电流源，所述电流源向比例单元及待试验的直流电能标准表输入电流；
分压单元，所述分压单元将电压源输入的电压以预设比例转换为低电压输入至第一电压比较单元；
比例单元，所述比例单元将电流源输入的电流以预设比例转换为低电压输入至比较单元3；
频率计，所述频率计接收待试验的直流电能标准表输出的电能脉冲电测试信号的频率，并将电能脉冲电测试信号的频率传输至误差处理单元；
电能计算单元，所述电能计算单元根据接收的第一低电压的值、第二低电压的值、第一差分电压值及第二差分电压值，确定标准电能值，并将标准电能值传输至误差处理单元；
误差处理单元，所述误差处理单元根据电能脉冲电测试信号的频率确定预设时间段内的被测电能值，对被测电能值与标准电能值进行对比，确定电能误差，所述电能误差即为直流电能标准表的误差。
其中，电压源输出的电压为并联输出。
其中，电流源输出的电流为串联输出。
其中，电流源及电压源同时接入多个直流电能标准表。
其中，第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元为电压基准器或量子电压源。
每个单元都选择高准确度及扩展不确定度小的设备，可实现校准平台相关扩展不确定度达到优于20ppm的要求，满足校准高准确度等级如0.01级直流电能标准表的需求。
本发明还提出了一种测量直流电能标准表误差的方法，如图2所示，包括：
控制第一参考级电压标准单元向第一电压比较单元输入低电压，并将第一低电压的值输入至电能计算单元，及控制第二参考级电压标准单元向第二电压比较单元输入低电压，并将第二低电压的值输入至电能计算单元；
控制电压源向分压单元及待试验的直流电能标准表输入电压；
控制电流源向比例单元及待试验的直流电能标准表输入电流；
控制分压单元将电压源输入的电压以预设比例转换为低电压输入至第一电压比较单元；
控制比例单元将电流源输入的电流以预设比例转换为低电压输入至比较单元3；
控制第一电压比较单元对输入的低电压进行比较，输出第一差分电压值至纳伏计5，并控制第二电压比较单元对输入的低电压进行比较，输出第二差分电压值至纳伏计6；
控制纳伏计5和纳伏计6分别将第一差分电压值及第二差分电压值输入至电能计算单元；
控制频率计接收待试验的直流电能标准表输出的电能脉冲电测试信号的频率，并将电能脉冲电测试信号的频率传输至误差处理单元；
控制电能计算单元根据接收的第一低电压的值、第二低电压的值、第一差分电压值及第二差分电压值，确定标准电能值，并将标准电能值传输至误差处理单元；
控制误差处理单元根据电能脉冲电测试信号的频率确定预设时间段内的被测电能值，对被测电能值与标准电能值进行对比，确定电能误差，所述电能误差即为直流电能标准表的误差。
其中，电压源输出的电压为并联输出。
其中，电流源输出的电流为串联输出。
其中，电流源及电压源同时接入多个直流电能标准表。
其中，第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元为电压基准器或量子电压源。
本发明校准系统配置有电压源和电流源，可满足直流电能标准表直接接入大电流测量的方式，本发明利用电压差分比较原理，将电压源、电流源的输出电参量经转化后与参考级电压标准相比较，可得到更精准的数值，提高了标准电能计量的准确性。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于电压参考测量直流电能标准表误差的系统，所述系统包括：
第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元，所述第一参考级电压标准单元向第一电压比较单元输入第一低电压，并将第一低电压的值输入至电能计算单元，所述第二参考级电压标准单元向第二电压比较单元输入第二低电压，并将第二低电压的值输入至电能计算单元；
第一电压比较单元和第二电压比较单元，所述第一电压比较单元对输入的第一低电压进行比较，输出第一差分电压值至第一纳伏计，所述第二电压比较单元对输入的第二低电压进行比较，输出第二差分电压值至第二纳伏计；
第一纳伏计和第二纳伏计，所述第一纳伏计和第二纳伏计分别将第一差分电压值及第二差分电压值输入至电能计算单元；
电压源，所述电压源向分压单元及待试验的直流电能标准表输入电压；
电流源，所述电流源向比例单元及待试验的直流电能标准表输入电流；
分压单元，所述分压单元将电压源输入的电压以预设比例转换为低电压输入至第一电压比较单元；
比例单元，所述比例单元将电流源输入的电流以预设比例转换为低电压输入至第二电压比较单元；
频率计，所述频率计接收待试验的直流电能标准表输出的电能脉冲电测试信号的频率，并将电能脉冲电测试信号的频率传输至误差处理单元；
电能计算单元，所述电能计算单元根据接收的第一低电压的值、第二低电压的值、第一差分电压值及第二差分电压值，确定标准电能值，并将标准电能值传输至误差处理单元；
误差处理单元，所述误差处理单元根据电能脉冲电测试信号的频率确定预设时间段内的被测电能值，对被测电能值与标准电能值进行对比，确定电能误差，所述电能误差即为直流电能标准表的误差。
2.根据权利要求1所述的系统，所述电压源输出的电压为并联输出。
3.根据权利要求1所述的系统，所述电流源输出的电流为串联输出。
4.根据权利要求1所述的系统，所述电流源及电压源同时接入多个直流电能标准表。
5.根据权利要求1所述的系统，所述第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元为电压基准器或量子电压源。
6.一种使用如权利要求1-5任一所述系统测量直流电能标准表误差的方法，所述方法包括：
控制第一参考级电压标准单元向第一电压比较单元输入第一低电压，并将第一低电压的值输入至电能计算单元，及控制第二参考级电压标准单元向第二电压比较单元输入第二低电压，并将第二低电压的值输入至电能计算单元；
控制电压源向分压单元及待试验的直流电能标准表输入电压；
控制电流源向比例单元及待试验的直流电能标准表输入电流；
控制分压单元将电压源输入的电压以预设比例转换为低电压输入至第一电压比较单元；
控制比例单元将电流源输入的电流以预设比例转换为低电压输入至第二电压比较单元；
控制第一电压比较单元对输入的第一低电压进行比较，输出第一差分电压值至第一纳伏计，并控制第二电压比较单元对输入的第二低电压进行比较，输出第二差分电压值至第二纳伏计；
控制第一纳伏计和第二纳伏计分别将第一差分电压值及第二差分电压值输入至电能计算单元；
控制频率计接收待试验的直流电能标准表输出的电能脉冲电测试信号的频率，并将电能脉冲电测试信号的频率传输至误差处理单元；
控制电能计算单元根据接收的第一低电压的值、第二低电压的值、第一差分电压值及第二差分电压值，确定标准电能值，并将标准电能值传输至误差处理单元；
控制误差处理单元根据电能脉冲电测试信号的频率确定预设时间段内的被测电能值，对被测电能值与标准电能值进行对比，确定电能误差，所述电能误差即为直流电能标准表的误差。
7.根据权利要求6所述的方法，所述电压源输出的电压为并联输出。
8.根据权利要求6所述的方法，所述电流源输出的电流为串联输出。
9.根据权利要求6所述的方法，所述电流源及电压源同时接入多个直流电能标准表。
10.根据权利要求6所述的方法，所述第一参考级电压标准单元和第二参考级电压标准单元为电压基准器或量子电压源。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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