CN114236455B - 一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置和方法，该装置包括处理器，与处理器连接的若干定时计数器，其中：Timer1B定时计数器用于标准表高频脉冲计数；Timer2A定时器计数器用于标准时钟频率的脉冲计数，测量被检表的秒脉冲准确度，同时测量被检电能表的低频脉冲的频率；Timer4B定时计数器用于被检表有功脉冲计数；Timer5定时计数器用于被检电能表无功和多功能脉冲计数。本发明避免了因为漏计脉冲引入的粗大误差，提高误差检定效率和准确度。

Description

一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置和方法

技术领域

本发明涉及电能表自动检定系统技术领域，尤其涉及一种智能处理漏脉冲的电能表检定用误差计算器。

背景技术

电能表检定装置是一种专用的标准计量设备，由测试电源提供标准的测试信号电压、电流等给被校表和标准电能表同时计量电能，标准电能表发送高频标准电能脉冲，被检电能表发出低频被检电能脉冲，误差计算器同步接收标准脉冲和被检脉冲，计算出电能误差。

常规的电能表检定装置误差计算器，使用微处理器两路独立的16位可编程定时计数器分别对被检表的电能脉冲、标准表电能脉冲进行计数。微处理器的可编程定时计数器被设定为边沿计数模式，并且是以被检电能表的下降沿进行事件触发，当被检表的电能脉冲计数达到设定值时，同步停止标准表计数器的计数并读出标准脉冲计数值，送入误差计算处理程序进行误差计算。

常规的误差计算器的脉冲计数方式，是针对电能表的电能脉冲电信号端口的电子脉冲进行采样。被检表和误差计算器之间是通过有线方式连接，排除电表的因素，不会出现漏计脉冲的情况。

新一代智能物联电能表采用多芯模组化设计，每个被检智能物联电能表通过多模蓝牙无线模块将电能脉冲、日计时脉冲发送出来，误差计算器通过多模通信模块，同时够接收各被测电能表内置的无线模块发出的电能脉冲、时钟脉冲等同步脉冲，将无线脉冲转换为电脉冲，送到每表位的误差计算单元，由误差计算单元计算电能误差、日计时误差。这种无线同步脉冲传输的模式，由于空间电磁干扰和表位之间的相互干扰，不可避免的会出现漏掉脉冲的情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置和方法，能够对以一定频率接入误差计算器的脉冲进行监控侦测，当出现漏脉冲时，软件能够自动识别并能够补齐所漏脉冲，达到自动纠错处理，避免了因为漏计脉冲引入的粗大误差，提高误差检定效率和准确度，排除粗大误差的发生概率。

本发明的技术方案具体如下：

一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置，包括处理器，与处理器连接的若干定时计数器，其中：

Timer1B定时计数器用于标准表高频脉冲计数；

Timer2A定时器计数器用于标准时钟频率的脉冲计数，测量被检表的秒脉冲准确度，同时测量被检电能表的低频脉冲的频率；

Timer4B定时计数器用于被检表有功脉冲计数；

Timer5定时计数器用于被检电能表无功和多功能脉冲计数；

初始化Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B计数器；

Timer4B中断程序，只要接收到1个被检电能表的脉冲就会被触发，处理器读取当前标准时钟脉冲的个数，再减去上次进中断时的个数，算出前后两个被检表脉冲之间的标准时钟脉冲数，如果和上一个脉冲标准时钟计数值相等，则判定没有漏脉冲；如果是上一个标准时钟脉冲计数值的整数倍，则判定有漏脉冲，根据近似倍数关系，补充相应脉冲数；当被检电能表的脉冲个数累计到设定值，根据误差计算公式计算电能误差。

进一步地，计算电能误差A具体按以下进行：

；

其中：

：被检表误差检定设定的圈数或脉冲数；

：被检表的电表常数；

：标准表的常数；

：标准表在被检表N圈时间内实际发出的脉冲数。

进一步地，标准时钟频率为500HZ。

进一步地，处理器还包括电源接口、总通讯线接口和串口服务器接口。

进一步地，定时计数器通过蓝牙通信模块采集被检电表的信息。

本发明还涉及的处理漏脉冲的电能表检定用误差计算方法，按以下进行：

依据检定试验需要，发送控输出状态制信号给测试电源，发送误差计算所需的参数给误差计算装置，参数包括被检表校验圈数、被检表常数；上位机控制电源输出检测所需的电压、电流；电压、电流输入标准功率电能表及各被测电能表，标准表与被检电能表的接入电压信号并联，电流信号串联，接入相同的信号；

标准电能表输出标准电能脉冲并输送到每表位的误差计算装置；每表位的蓝牙通信模块，接收各被测电能表内置的蓝牙模块发出的电能脉冲，将无线脉冲转换为电脉冲，送到每表位的误差计算装置，由误差计算装置计算电能误差；

误差计算装置的处理器接收到一个有功脉冲中断服务信号，记录标准表高频脉冲的个数和标准时钟脉冲的个数，和上一个脉冲时标准时钟脉冲个数进行比较，如果最近一个脉冲接收时的标准时钟脉冲个数与上一个脉冲的标准时钟脉冲计数值在±10%以内,则认为是正常脉冲，如果本次标准时钟计数值是前一个脉冲接收时的标准时钟脉冲个数的2倍±10%以内，则说明漏计数了1个被检表脉冲；则此时被检表的脉冲数补充加1；当被检表脉冲数累加到设定值后，计算被检表的电能误差值；

每表位并行计算电能误差，与通信服务器通信，送至通信服务器，并由通信服务器转发给上位计算机。

进一步地，计算电能误差A具体按以下进行：

；

其中：

：被检表误差检定设定的圈数或脉冲数；

：被检表的电表常数；

：标准表的常数；

：标准表在被检表N圈时间内实际发出的脉冲数。

进一步地，误差计算装置包括处理器，与处理器连接的若干定时计数器，其中：Timer1B定时计数器用于标准表高频脉冲计数；Timer2A定时器计数器用于标准时钟频率的脉冲计数，测量被检表的秒脉冲准确度，同时测量被检电能表的低频脉冲的频率；Timer4B定时计数器用于被检表有功脉冲计数；Timer5定时计数器用于被检电能表无功和多功能脉冲计数。

进一步地，初始化Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定时计数器，具体按以下进行：

依次设置Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定时计数器边沿计数模式、重装值、捕捉匹配中断；启动Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定数计数器。

进一步地，Timer4B定时计数器中断过程如下：记录Timer1B定时计数器标准表高频脉冲个数；记录Timer2A定时计数器标准时钟脉冲个数；判断新纪录Timer2A定时计数器标准时钟脉冲个数是否和上一次记录一致，如果一致，则重置接收到新脉冲标志位为1，同时被检表脉冲个数加1，否则，根据前后记录Timer2A定时计数器数值，计算实际的脉冲个数x，重置接收到新脉冲标准为1同时，接收被检表脉冲个数加x；

当接收到新脉冲标志为1，且被检表脉冲个数<被检表误差检定设定的圈数或脉冲数时，误差计算器仅进行圈数刷新显示及通讯回传处理，处理完成后，接收到新脉冲标志清零；当接收到新脉冲标志为1，且接收被检表脉冲个数≥被检表误差检定设定的圈数或脉冲数时，接收脉冲完成，计算电能误差A并显示及通讯回传，计算完成后接收到新脉冲标志清零，同时接收被检表脉冲个数清零，开始一轮新的误差计算。

与较传统的误差计算器相比，本发明的有益效果具体如下：

本发明避免了因为漏计脉冲引入的粗大误差，提高误差检定效率和准确度。

本发明的电能表检定用误差计算器能对传统智能电能表以及新智能物联电能表开展检定进行误差准确计算。可以应用到多芯物联电能表通过蓝牙接收脉冲或光电接收脉冲的电能表检定装置。

本发明可以避免这种漏脉冲的情况发生，在1A电流以下误差计算的时间会缩短约50%。检定效率显著提高。以常数为1200imp/kWh的被检单相电能表，在做220V、0.5A的负荷点的基本误差试验为例。正常校验时被检电能表发出一个电能脉冲的时间为27.3s，通常发出2个脉冲计算一次误差，55s会出一次误差。如果误差计算器漏掉一个脉冲，则会出现一个粗大误差，上位机软件会将其剔除。重新计算误差，又需要55s的时间。本发明也可用于其它需要电能误差试验的检测装置，具有重要应用价值推广意义。

附图说明

图1是实施例的装置的结构框图；

图2是实施例的被检电能表脉冲、标准电能表脉冲、500kHz标准脉冲三种脉冲的波形示意图；

图3是实施例的Timer初始化的流程图；

图4是实施例的Timer中断程序的流程图；

图5是实施例的误差计算的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，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。

除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

如图1所示，本实施例的处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置，包括处理器，与处理器连接的若干定时计数器。

本实施例中，通用定时器模块（GPTM）包含6个GPTM模块，每个GPTM模块提供两个定时器/计数器（称作TimerA和TimerB），在使用时可以将它们配置成独立运行的定时器或事件计数器。

其中，Timer1B定时计数器用于标准表高频脉冲计数；Timer2A定时器计数器用于标准时钟频率（500kHz）的脉冲计数，用于测量被检表的秒脉冲准确度，同时用于测量被检电能表的低频脉冲的频率；Timer4B定时计数器用于被检表有功脉冲计数；Timer5定时计数器用于被检电能表无功和多功能脉冲计数。

处理器的可编程定时器被设定为边沿计数模式，并且是以下降沿进行事件触发。处理器接收到一个被检表的有功脉冲，进入处理器的中断处理程序中。处理程序记录此时的500kHz标准时钟脉冲的计数值，下一次进入中断的时候再次记录500kHz的标准时钟脉冲的计数值，两次数值之差就是一个脉冲的周期脉冲数。

正常情况下，电能表在一个固定的状态下测试误差时，被检表所发的电能脉冲是一个低频周期性的脉冲，脉冲的振动幅度不会超出该表的准确度等级的10%，如一个1.0级的电能表，在检定时，所发的被检电能脉冲的频率振动≤0.1%，而当出现漏脉冲的情况时，则误差计算器所测的脉冲周期数会是计算得出的周期数的整数倍，当出现该情况时，误差计算程序自动把被检表的脉冲计数补齐相应的个数，再根据电能误差计算公式计算电能误差A：

；

其中：

：被检表误差检定设定的圈数（脉冲数）；

：被检表的电表常数；

：标准表的常数；

：标准表在被检表N圈（N个脉冲）时间内实际发出的脉冲数；

通过上述处理，通过一个额外新增的周期测量端口及对应的程序处理，实时动态监测被检电能表的所发的电能脉冲，从而能够识别出漏脉冲的情况，并通过程序智能补齐所漏脉冲个数。

本实施例的处理漏脉冲的电能表检定用误差计算方法，按以下进行：

依据检定试验需要，发送控输出状态制信号给测试电源，发送误差计算所需的参数给误差计算装置，参数包括被检表校验圈数（脉冲数）、被检表常数；上位机控制电源输出检测所需的电压、电流；电压、电流输入标准功率电能表及各被测电能表，标准表与被检电能表的接入电压信号并联，电流信号串联，接入相同的信号；

标准电能表输出标准电能脉冲并输送到每表位的误差计算装置；每表位的蓝牙通信模块，接收各被测电能表内置的蓝牙模块发出的电能脉冲，将无线脉冲转换为电脉冲，送到每表位的误差计算装置，由误差计算装置计算电能误差；

误差计算装置的处理器接收到一个有功脉冲中断服务信号，记录标准表高频脉冲的个数和标准时钟脉冲的个数，和上一个脉冲时标准时钟脉冲个数进行比较，如果最近一个脉冲接收时的标准时钟脉冲个数与上一个脉冲的标准时钟脉冲计数值在±10%以内,则认为是正常脉冲，如果本次标准时钟计数值是前一个脉冲接收时的标准时钟脉冲个数的2倍±10%以内，则说明漏计数了1个被检表脉冲；则此时被检表的脉冲数补充加1；当被检表脉冲数累加到设定值后，计算被检表的电能误差值；

每表位并行计算电能误差，与通信服务器通信，送至通信服务器，并由通信服务器转发给上位计算机。各类脉冲的波形如图2所示。

如图3所示，初始化Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定时计数器，具体按以下进行：

依次设置Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定时计数器边沿计数模式、重装值、捕捉匹配中断；启动Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定数计数器。

如图4所示，Timer4B定时计数器中断过程如下：记录Timer1B定时计数器标准表高频脉冲个数；记录Timer2A定时计数器标准时钟脉冲个数；判断新纪录Timer2A定时计数器标准时钟脉冲个数是否和上一次记录一致，如果一致，重置接收到新脉冲标志位为1，同时被检表脉冲个数加1，否则，根据前后记录Timer2A定时计数器数值，计算实际的脉冲个数x，重置接收到新脉冲标准为1同时，接收被检表脉冲个数加x;当接收到新脉冲标志为1，且被检表脉冲个数<被检表误差检定设定的圈数或脉冲数时，误差计算器仅进行圈数刷新显示及通讯回传处理，处理完成后，接收到新脉冲标志清零；当接收到新脉冲标志为1，且接收被检表脉冲个数≥被检表误差检定设定的圈数或脉冲数时，接收脉冲完成，按上述专利要求7的公式计算误差并显示及通讯回传，计算完成后接收到新脉冲标志清零，同时接收被检表脉冲个数清零，开始一轮新的误差计算。

本实施例优选的一种误差计算装置的工作流程图如下图5所示：

首先初始化标准表高频脉冲计数器Timer1B、标准时钟脉冲计数器Timer2A 、被检表脉冲计数器Timer4B；其中Timer1B、Timer2A赋初始值65535，Timer4B赋初始值1（接收1个有功脉冲进入一次中断服务程序）；

Timer4B中断程序，只要接收到1个被检电能表的脉冲就会被触发，程序处理首先读取当前标准时钟脉冲的个数，再减去上次进中断时的个数，算出前后两个被检表脉冲之间的标准时钟脉冲数，如果和上一个脉冲标准时钟计数值相等，则判定没有漏脉冲；如果是上一个标准时钟脉冲计数值的整数倍，则判定有漏脉冲，根据近似倍数关系，补充相应脉冲数；当被检电能表的脉冲个数累计到设定值，根据误差计算公式计算电能误差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (7)

1.一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算方法，其特征在于：适用于一种处理漏脉冲的电能表检定用误差计算装置，包括处理器，与处理器连接的若干定时计数器，其中：

Timer1B定时计数器用于标准表高频脉冲计数；

Timer2A定时器计数器用于标准时钟频率的脉冲计数，测量被检表的秒脉冲准确度，同时测量被检电能表的低频脉冲的频率；

Timer4B定时计数器用于被检表有功脉冲计数；

Timer5定时计数器用于被检电能表无功和多功能脉冲计数；

初始化Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B计数器；

Timer4B中断程序，只要接收到1个被检电能表的脉冲就会被触发，处理器读取当前标准时钟脉冲的个数，再减去上次进中断时的个数，算出前后两个被检表脉冲之间的标准时钟脉冲数，如果和上一个脉冲标准时钟计数值相等，则判定没有漏脉冲；如果是上一个标准时钟脉冲计数值的整数倍，则判定有漏脉冲，根据近似倍数关系，补充相应脉冲数；当被检电能表的脉冲个数累计到设定值，根据误差计算公式计算电能误差；

依据检定试验需要，发送控输出状态制信号给测试电源，发送误差计算所需的参数给误差计算装置，参数包括被检表校验圈数、被检表常数；上位机控制电源输出检测所需的电压、电流；电压、电流输入标准功率电能表及各被测电能表，标准表与被检电能表的接入电压信号并联，电流信号串联，接入相同的信号；

标准电能表输出标准电能脉冲并输送到每表位的误差计算装置；每表位的蓝牙通信模块，接收各被测电能表内置的蓝牙模块发出的电能脉冲，将无线脉冲转换为电脉冲，送到每表位的误差计算装置，由误差计算装置计算电能误差；

误差计算装置的处理器接收到一个有功脉冲中断服务信号，记录标准表高频脉冲的个数和标准时钟脉冲的个数，和上一个脉冲时标准时钟脉冲个数进行比较，如果最近一个脉冲接收时的标准时钟脉冲个数与上一个脉冲的标准时钟脉冲计数值在±10％以内,则认为是正常脉冲，如果本次标准时钟计数值是前一个脉冲接收时的标准时钟脉冲个数的2倍±10％以内，则说明漏计数了1个被检表脉冲；则此时被检表的脉冲数补充加1；当被检表脉冲数累加到设定值后，计算被检表的电能误差值；

每表位并行计算电能误差，与通信服务器通信，送至通信服务器，并由通信服务器转发给上位计算机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：计算电能误差A具体按以下进行：

其中：

N：被检表误差检定设定的圈数或脉冲数；

C_x：被检表的电表常数；

C_s：标准表的常数；

P_s：标准表在被检表N圈时间内实际发出的脉冲数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：标准时钟频率为500HZ。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：处理器还包括电源接口、总通讯线接口和串口服务器接口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：定时计数器通过蓝牙通信模块采集被检电表的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：初始化Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定时计数器，具体按以下进行：

依次设置Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定时计数器边沿计数模式、重装值、捕捉匹配中断；启动Timer1B定时计数器、Timer2A定时计数器、Timer4B定数计数器。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：Timer4B定时计数器中断过程如下：记录Timer1B定时计数器标准表高频脉冲个数；记录Timer2A定时计数器标准时钟脉冲个数；判断新纪录Timer2A定时计数器标准时钟脉冲个数是否和上一次记录一致，如果一致，则重置接收到新脉冲标志位为1，同时被检表脉冲个数加1，否则，根据前后记录Timer2A定时计数器数值，计算实际的脉冲个数x，重置接收到新脉冲标准为1同时，接收被检表脉冲个数加x；

当接收到新脉冲标志为1，且被检表脉冲个数<被检表误差检定设定的圈数或脉冲数时，误差计算器仅进行圈数刷新显示及通讯回传处理，处理完成后，接收到新脉冲标志清零；当接收到新脉冲标志为1，且接收被检表脉冲个数≥被检表误差检定设定的圈数或脉冲数时，接收脉冲完成，计算电能误差A并显示及通讯回传，计算完成后接收到新脉冲标志清零，同时接收被检表脉冲个数清零，开始一轮新的误差计算。