CN114779153A - 电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法。测量装置包括小信号产生单元、测试信号功率放大单元、测量单元和计算控制单元；小信号产生单元根据计算控制单元的控制产生和输出Uu小模拟信号和Ui小模拟信号至测试信号功率放大单元；测试信号功率放大单元对Uu小模拟信号和Ui小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号和电流测试信号，将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元；测量单元根据电压测试信号和电流测试信号确定电能量值，将电能量值输出至计算控制单元。本申请提供的测量装置支持校准单元作为独立部件存在，降低了测量装置的成本和复杂度，解决了对测量装置标定动态误差时缺乏高动态准确度标准表的问题。

Description

电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法

技术领域

本申请涉及电能表检测技术领域，具体涉及一种电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法。

背景技术

检测被检表的动态误差，通常需要测量装置输出幅值变化的交流电流信号，然后测量被检表在变化的电流信号(或功率信号)下的计量误差。要准确测量被检表的动态误差，一般要求测量装置本身的动态准确度高于被检表2个等级。而要得到测量装置本身的动态误差指标，通常需要对测量装置开展动态溯源测试。测试的一般方法是，采用动态准确度高于测量装置2个等级的标准表，在测量装置输出的动态测试信号下，与测量装置同时计量电能，然后通过比对两者计量电能的差异，得到测量装置的动态误差。可见，要按常规方法开展测量装置的动态溯源测试，就必须使用高动态准确度的标准表。但目前现有的标准表，其各项基本误差指标都是使用电能表检定装置，在稳态正弦信号下进行测试得到的稳态指标，不包含动态指标，因此，目标尚没有可使用的高动态准确度标准表。

发明内容

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法，旨在克服或者部分克服上述技术问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，提供了一种电能表动态误差测量装置，包括小信号产生单元、测试信号功率放大单元、测量单元和计算控制单元；其中，

小信号产生单元，用于根据计算控制单元的控制产生Uu小模拟信号和Ui小模拟信号，将Uu小模拟信号和Ui小模型信号输出至测试信号功率放大单元；

测试信号功率放大单元，用于对Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号，将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元；

测量单元，用于根据接收的电压测试信号和电流测试信号确定电能量值，并将电能量值输出至计算控制单元。

可选的，小信号产生单元用于根据计算控制单元的控制产生单相Uu小模拟信号和单相Ui小模拟信号，将单相Uu小模拟信号和单相Ui小模型信号输出至测试信号功率放大单元；

测试信号功率放大单元，用于对单相Uu小模拟信号进行功率放大得到单相电压测试信号，对单相Ui小模拟信号进行功率放大，得到单相电流测试信号，将单相电压测试信号和单相电流测试信号输出至测量单元；

测量单元，用于根据接收的单相电压测试信号和单相电流测试信号确定单相电能量值，并将单相电能量值输出至计算控制单元。

可选的，小信号产生单元用于根据计算控制单元的控制产生三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号，将三相Uu小模拟信号和三相Ui小模型信号输出至测试信号功率放大单元；

测试信号功率放大单元，用于对三相Uu小模拟信号进行功率放大得到三相电压测试信号，对三相Ui小模拟信号进行功率放大，得到三相电流测试信号，将三相电压测试信号和三相电流测试信号输出至测量单元；

测量单元，用于根据接收的三相电压测试信号和三相电流测试信号确定三相电能量值，并将三相电能量值输出至计算控制单元。

可选的，还包括：校准单元，校准单元包括校准信号功率放大模块和电流相加模块；其中，

小信号产生单元，还用于根据计算控制单元的控制产生Ux小模拟信号，将Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块；

校准信号功率放大模块，用于对Ux小模拟信号进行功率放大得到电流校准信号，将电流校准信号输出至电流相加模块；

测量单元，还用于将接收到的电流测试信号输出至电流相加模块；

电流相加模块，用于根据接收的电流校准信号和电流测试信号确定合并电流信号。

可选的，Ux小模拟信号与Uu小模拟信号和Ui小模拟信号的相数相同。

第二方面，提供了一种电能表动态误差测量系统，包括：标准表和上述电能表动态误差测量装置；其中，

标准表，用于接收电能表动态误差测量装置输出的电压测试信号和合并电流信号，并根据电压测试信号和合并电流信号确定标准电能量值；标准表的稳态准确度高于电能表动态误差测量装置的动态准确度；

计算控制单元，还用于根据标准电能量值和电能量值标定电能表动态误差测量装置的动态误差。

第三方面，提供了一种电能表动态误差测量装置的动态误差标定方法，由上述电能表动态误差测量系统实现，方法包括：

根据计算控制单元的控制产生Uu小模拟信号、Ui小模拟信号和Ux小模拟信号；

将Uu小模拟信号和Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元，以使测试信号功率放大单元对Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号；

将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元，以使测量单元根据电压测试信号和电流测试信号确定电能量值；

将Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块，以使校准信号功率放大模块对Ux小模拟信号进行功率放大得到电流校准信号；

将电流测试信号和电流校准信号输出至电流相加模块，以使电流相加模块根据电流测试信号和电流校准信号确定合并电流信号；

将电压测试信号和合并电流信号输出至标准表，以使标准表根据电压测试信号和合并电流信号确定标准电能量值；

根据电能量值和标准电能量值标定电能表动态误差测量装置的动态误差。

可选的，Ux小模拟信号和Ui小模拟信号构成镜像变化对，构成镜像变化对的两个小模拟信号，以一个工频稳态信号作为参考信号，两个小模拟信号相对参考信号的波形不断变化，且在任意时刻两个小模拟信号的瞬时值之和与该时刻参考信号的瞬时值的比值不变。

第四方面，提供了一种电能表动态误差测量系统，包括：被检表和上述电能表动态误差测量装置；其中，

被检表，用于接收电能表动态误差测量装置输出的电压测试信号和电流测试信号，根据电压测试信号和电流测试信号确定待检电能量值；

计算控制单元，还用于根据待检电能量值和电能量值确定被检表的动态误差。

第五方面，提供了一种电能表动态误差测量装置测试动态误差的方法，由上述电能表动态误差测量系统实现，方法包括：

根据计算控制单元的控制产生Uu小模拟信号和Ui小模拟信号；

将Uu小模拟信号和Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元，以使测试信号功率放大单元对Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号；

将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元，以使测量单元根据电压测试信号和电流测试信号确定电能量值；

将电压测试信号和电流测试信号输出至被检表，以使被检表根据电压测试信号和电流测试信号确定待检电能量值；

根据电能量值和待检电能量值确定被检表的动态误差。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请提供了一种电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法。首先，利用该测量装置及系统进行测量装置的动态误差标定时，可以采用常规的、仅保证稳态指标的电能表作为标准表，解决了目前缺乏高动态准确度标准表的问题；其次，在硬件架构上，校准单元可以作为独立的部件存在，使得多台电能表动态误差测量装置能够公用校准单元，从而降低了多台电能表动态误差测量装置的动态误差标定的成本和复杂度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出根据本申请的一个实施例的电能表动态误差测量装置的结构示意图；

图2示出根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量装置的结构示意图；

图3示出根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量装置的电流相加模块的结构示意图；

图4示出根据本申请的一个实施例的电能表动态误差测量系统的结构示意图；

图5示出根据本申请的一个实施例的电能表动态误差测量装置的动态误差标定方法的流程示意图；

图6示出根据本申请的一个实施例的电能表动态误差测量装置的动态误差标定时的a相Uu小模拟信号、a相Ui小模拟信号和a相Ux小模拟信号波形图；

图7示出根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量系统的结构示意图；

图8示出根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量装置测试动态误差的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请的构思在于，提供一种电能表动态误差测量装置、系统及动态误差标定方法，在对电能表动态误差测量装置的动态误差标定时，能够使用常规的、仅保证稳态指标的电能表作为标准表，从而解决目前对测量装置进行动态误差标定时，缺乏高动态准确度标准表的问题。在硬件架构上，校准单元可以作为独立的部件存在，使得多台电能表动态误差测量装置能够公用校准单元，从而降低了多台电能表动态误差测量装置的动态误差标定的成本和复杂度。

本申请的一个实施例提供的电能表动态误差测量装置100，包括小信号信号产生单元101、测试信号功率放大单元102、测量单元103和计算控制单元104。小信号产生单元101，用于根据计算控制单元104的控制产生Uu小模拟信号和Ui小模拟信号，将Uu小模拟信号和Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元102。测试信号功率放大单元102，用于对Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号，将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元103。测量单元103，用于根据接收的电压测试信号和电流测试信号确定电能量值，并将电能量值输出至计算控制单元104。

计算控制单元104在电能表动态误差测量装置100中承担如下作用：第一、计算控制单元104能够实现人机互动，即用户通过对计算控制单元104发送指令，使计算控制单元104控制小信号产生单元101产生并输出Uu小模拟信号和Ui小模拟信号。第二、计算控制单元104能够实现数据传输作用，包括以电能脉冲形式，接收测量单元103输出的电能量值。

电能表动态误差测量装置100可以是单相测量装置。小信号产生单元101，用于根据计算控制单元104的控制产生单相Uu小模拟信号和单相Ui小模拟信号，将单相Uu小模拟信号和单相Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元102。测试信号功率放大单元102，用于对单相Uu小模拟信号进行功率放大得到单相电压测试信号，对单相Ui小模拟信号进行功率放大得到单相电流测试信号，将单相电压测试信号和单相电流测试信号输出至测量单元103。测量单元103，用于根据接收的单相电压测试信号和单相电流测试信号确定电能量值，并将电能量值输出至计算控制单元104。

电能表动态误差测量装置100也可以是三相测量装置。小信号产生单元101，用于根据计算控制单元104的控制产生三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号，将三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元102。测试信号功率放大单元102，用于对三相Uu小模拟信号进行功率放大得到三相电压测试信号，对三相Ui小模拟信号进行功率放大得到三相电流测试信号，将三相电压测试信号和三相电流测试信号输出至测量单元103。测量单元103，用于根据接收的三相电压测试信号和三相电流测试信号确定电能量值，并将电能量值输出至计算控制单元104。

图1示出了根据本申请的一个实施例的电能表动态误差测量装置100，以下以三相的电能表动态误差测量装置100为例进行详细说明。

如图1所示，小信号产生单元101通过数据线A连接计算控制单元104，通过计算控制单元104的控制产生三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号。小信号产生单元101的输出接口Uua、Uub、Uuc端分别输出a相、b相、c相的Uu小模拟信号，输出接口Uia、Uib、Uic端分别输出a相、b相、c相的Ui小模拟信号。

测试信号功率放大单元102首先由其输入接口的对应端子，接收三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号。对三相Uu小模拟信号进行功率放大得到三相电压测试信号，经测试信号功率放大单元102的输出接口Ua、Ub、Uc、Un端输出a相、b相、c相及中性点的电压测试信号。对三相Ui小模拟信号进行功率放大得到三相电流测试信号，经测试信号功率放大单元102的输出接口Ia⁺、Ia^-端输出a相电流测试信号，经输出接口Ib⁺、Ib^-端输出b相电流测试信号，经输出接口Ic⁺、Ic^-端输出c相电流测试信号。

测试信号功率放大单元102输出的三相电压测试信号和三相电流测试信号，以并联方式连接至测量单元103的电压输入接口的对应端子和电流输入接口的对应端子。测量单元103通过数据线B连接计算控制单元104。测量单元103根据电压测试信号和电流测试信号计量得到电能量值，将电能量值以电能脉冲形式，经电能脉冲1信号线输出至计算控制单元104。

本申请的另一个实施例提供的电能表动态误差测量装置200，在上述实施例的电能表动态误差测量装置100的基础上，还包括：校准单元105，校准单元105包括校准信号功率放大模块1051和电流相加模块1052。小信号产生单元101，还用于根据计算控制单元104的控制产生Ux小模拟信号，将Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块1051。校准信号功率放大模块1051，用于对Ux小模拟信号进行功率放大得到电流校准信号，将电流校准信号输出至电流相加模块1052。测量单元103，还用于将接收到的电流测试信号输出至电流相加模块1052。电流相加模块1052，用于根据接收的电流校准信号和电流测试信号确定合并电流信号。

作为一种可选的实施方式，Ux小模拟信号与Uu小模拟信号和Ui小模拟信号的相数相同。也就是说，当电能表动态误差测量装置100是单相测量装置(Uu小模拟信号和Ui小模拟信号是单相信号)时，Ux小模拟信号是单相Ux小模拟信号；当电能表动态误差测量装置100是三相测量装置(Uu小模拟信号和Ui小模拟信号是三相信号)时，Ux小模拟信号是三相Ux小模拟信号。

电能表动态误差测量装置200是单相测量装置时，小信号产生单元101，还用于根据计算控制单元104的控制产生单相Ux小模拟信号，将单相Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块1051。校准信号功率放大模块1051，用于对单相Ux小模拟信号进行功率放大得到单相电流校准信号，将单相电流校准信号输出至电流相加模块1052。测量单元103，还用于将接收到的单相电流测试信号输出至电流相加模块1052。电流相加模块1052，用于根据接收的单相电流校准信号和单相电流测试信号确定单相合并电流信号。

电能表动态误差测量装置200是三相测量装置时，小信号产生单元101，还用于根据计算控制单元104的控制产生三相Ux小模拟信号，将三相Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块1051。校准信号功率放大模块1051，用于对三相Ux小模拟信号进行功率放大得到三相电流校准信号，将三相电流校准信号输出至电流相加模块1052。测量单元103，还用于将接收到的三相电流测试信号输出至电流相加模块1052。电流相加模块1052，用于根据接收的三相电流校准信号和三相电流测试信号确定三相合并电流信号。

图2示出了根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量装置200，图3示出了根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量装置的电流相加模块1052的结构示意图，以下以三相的电能表动态误差测量装置200为例进行详细说明。

如图2所示，小信号产生单元101通过数据线A连接计算控制单元104，通过计算控制单元104的控制产生三相Uu小模拟信号、三相Ui小模拟信号和三相Ux小模拟信号。小信号产生单元101的输出接口Uua、Uub、Uuc端分别输出a相、b相、c相的Uu小模拟信号，输出接口Uia、Uib、Uic端分别输出a相、b相、c相的Ui小模拟信号，输出接口Uxa、Uxb、Uxc端分别输出a相、b相、c相的Ux小模拟信号。

测试信号功率放大单元102首先由其输入接口的对应端子，接收三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号。对三相Uu小模拟信号进行功率放大得到三相电压测试信号，经测试信号功率放大单元102的输出接口Ua、Ub、Uc、Un端输出a相、b相、c相及中性点的电压测试信号。对三相Ui小模拟信号进行功率放大得到三相电流测试信号，经测试信号功率放大单元102的输出接口Ia⁺、Ia^-端输出a相电流测试信号，经输出接口Ib⁺、Ib^-端输出b相电流测试信号，经输出接口Ic⁺、Ic^-端输出c相电流测试信号。

校准信号功率放大模块1051首先由其输入接口的对应端子，接收三相Ux小模拟信号。对三相Ux小模拟信号进行功率放大得到三相电流校准信号。经校准信号功率放大模块1051的输出接口Ixa⁺、Ixa^-端输出a相电流校准信号，经输出接口Ixb⁺、Ixb^-端输出b相电流校准信号，经输出接口Ixc⁺、Ixc^-端输出c相电流校准信号。

测试信号功率放大单元102输出的三相电压测试信号以并联方式，连接输出至测量单元103的电压输入接口的对应端子。测试信号功率放大单元102输出的三相电流测试信号首先连接输出至测量单元103的电流输入接口的对应端子，再通过测量单元103的电流输出接口的对应端子连接输出至电流相加模块1052的电流输入接口的对应端子。校准信号功率放大模块1051输出的三相电流校准信号分别输出至电流相加模块1052的电流输入接口的对应端子。

结合图3所示，电流相加模块1052接三相电流校准信号和三相电流测试信号，对三相电流校准信号和三相电流测试信号的各相进行同相相加，得到三相合并电流信号。其中，电流相加模块1052的电流输入接口Ia⁺、Ia^-端子接收的a相电流测试信号和Ixa⁺、Ixa^-端子接收的a相电流校准信号，通过精密电流互感器合并为Ija⁺、Ija^-端子输出的a相合并电流信号；电流相加模块1052的电流输入接口Ib⁺、Ib^-端子接收的b相电流测试信号和Ixb⁺、Ixb^-端子接收的b相电流校准信号，通过精密电流互感器合并为Ijb⁺、Ijb^-端子输出的b相合并电流信号；电流相加模块1052的电流输入接口Ic⁺、Ic^-端子接收的c相电流测试信号和Ixc⁺、Ixc^-端子接收的c相电流校准信号，通过精密电流互感器合并为Ijc⁺、Ijc^-端子输出的c相合并电流信号。

测量单元103通过数据线B连接计算控制单元104。测量单元103根据电压测试信号和电流测试信号计量得到电能量值，将电能量值以电能脉冲形式，经电能脉冲1信号线输出至计算控制单元104。

上述Uu小模拟信号、Ui小模拟信号和Ux小模拟信号的生成方式相同，都与现有的电能表动态测量类装置中采用的技术相同，此处不再具体示例；另外，测试信号功率放大单元102和校准信号功率放大模块1051的实现方式相同，都与现有的电能表动态测量类装置中采用的技术相同，此处不再具体示例。

图4示出了本申请的一个实施例的电能表动态误差测量系统，该系统可以用于实现电能表动态误差测量装置的动态误差标定方法，包括标准表400和上述电能表动态误差测量装置200。标准表400，用于接收电能表动态误差测量装置200输出的电压测试信号和合并电流信号，并根据电压测试信号和合并电流信号确定标准电能量值；标准表400的稳态准确度高于电能表动态误差测量装置200的动态准确度。计算控制单元104，还用于根据标准电能量值和电能量值标定电能表动态误差测量装置200的动态误差。

在该系统中，测试信号功率放大单元102得到的电压测试信号，除输出至测量单元103外还输出至标准表400的电压输入接口的对应端子。电流相加模块1052输出的合并电流信号输出至标准表400的电流输入接口的对应端子。

当电能表动态误差测量装置200为三相测量装置时，测试信号功率放大单元102的电压输出接口的四个端子Ua、Ub、Uc和Un，分别输出a相、b相、c相和中性点的电压测试信号，以并联方式连接输出至标准表400的电压输入接口的对应端子；电流相加模块1052通过Ija⁺、Ija^-端子输出a相合并电流信号至标准表400的电流输入接口的对应端子，通过Ijb⁺、Ijb^-端子输出b相合并电流信号至标准表400的电流输入接口的对应端子，通过Ijc⁺、Ijc^-端子输出c相合并电流信号至标准表400的电流输入接口的对应端子。

标准表400根据其接收的电压测试信号和合并电流信号确定标准电能量值，并通过电能脉冲2信号线输出至计算控制单元104。计算控制单元104根据标准电能量值和电能量值标定电能表动态误差测量装置200的动态误差。

作为一种优选的实施方式，标准表400的稳态准确度高于电能表动态误差测量装置200的动态准确度2个等级。

作为一种可选的实施方式，对电能表动态误差测量装置200的动态误差标定也可以通过外部的误差运算平台实现。当采用误差运算平台时，计算控制单元104不再承担标定电能表动态误差测量装置200的动态误差的作用，而是将电能量值输出至误差运算平台；标准表400也不再将标准电能量值输出至计算控制单元104，而是将标准电能量值也输出至误差运算平台，由误差运算平台根据电能量值和标准电能量值标定电能表动态误差测量装置200的动态误差。

图5示出了根据本申请的一个实施例的电能表动态误差测量装置200的动态误差标定方法的流程示意图，该动态误差标定方法由图4示出的电能表动态误差测量系统实现。该方法包括：

步骤S501，根据计算控制单元104的控制产生Uu小模拟信号、Ui小模拟信号和Ux小模拟信号；

步骤S502，将Uu小模拟信号和Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元102，以使测试信号功率放大单元102对Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号；

步骤S503，将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元103，以使测量单元103根据电压测试信号和电流测试信号确定电能量值；

步骤S504，将Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块1051，以使校准信号功率放大模块1051对Ux小模拟信号进行功率放大得到电流校准信号；

步骤S505，将电流测试信号和电流校准信号输出至电流相加模块1052，以使电流相加模块1052根据电流测试信号和电流校准信号确定合并电流信号；

步骤S506，将电压测试信号和合并电流信号输出至标准表400，以使标准表400根据电压测试信号和合并电流信号确定标准电能量值；

步骤S507，根据电能量值和标准电能量值标定电能表动态误差测量装置200的动态误差。

作为一种可选的实施方式，通过计算控制单元104设置Uu小模拟信号、Ui小模拟信号和Ux小模拟信号的信号模型，基于信号模型产生Uu小模拟信号、Ui小模拟信号和Ux小模拟信号，以使电能表动态误差测量装置200输出与所设置的信号模型相符的电压测试信号和合并电流信号，用作标准表400计量的输入信号。

作为一种可选的实施方式，Ux小模拟信号和Ui小模拟信号构成镜像变化对，构成镜像变化对的两个小模拟信号，以一个工频稳态信号作为参考信号，两个小模拟信号相对参考信号的波形不断变化，且在任意时刻两个小模拟信号的瞬时值之和与该时刻参考信号的瞬时值的比值不变。工频稳态信号，是指幅值、频率和相位都保持不变的工频正弦波信号或工频稳态畸变信号。工频稳态畸变信号含有工频基波信号及其有限次的谐波信号。

以下，以电能表动态误差测量装置200为三相测量装置为例，对小信号产生单元101产生的信号进行详细说明。

下式(1)、(4)、(7)分别为a相、b相、c相Uu小模拟信号的数学表达式；下式(2)、(5)、(8)分别为a相、b相、c相Ui小模拟信号的数学表达式；下式(3)、(6)、(9)分别为a相、b相、c相Ux小模拟信号的数学表达式。

以a相Ux小模拟信号U_xa(t)和a相Ui小模拟信号U_ia(t)为例，说明其满足的镜像变化要求。U_xa(t)信号和U_ia(t)信号构成a相的镜像变化对。该两个信号以工频稳态信号

作为参考信号，因此，该两个信号存在如下特征：

第一、由式(2)和式(3)可见，该两个信号实际上是参考信号经过2个调幅函数0.25·sin(2π·5·t+0)和-0.25·sin(2π·5·t+0)分别调幅后，形成的两个调制信号，因此该两个信号的波形相对参考信号的波形是不断变化的。

第二、由于

因此在任意时刻，该两个信号的瞬时值相加之和，与该时刻参考信号

的瞬时值的比值，始终都是2，保持不变。

图6示出了电能表动态误差测量装置200的动态误差标定时的a相Uu小模拟信号、a相Ui小模拟信号和a相Ux小模拟信号波形图。b相的相应波形图与a相的波形图相比，除初始相位相差-120°外其他相同；c相的相应波形图与a相的波形图相比，除初始相位相差120°外其他相同。对于b相和c相信号满足的镜像变化要求与a相类似，此处不再赘述。

作为一种可选的实施方式，以图3所示的电流相加单元1052为例，比较电能量值的2倍数值与标准电能量值之间的差异，得出电能表动态误差测量装置200的动态误差。

利用上述电能表动态误差测量系统进行测量装置的动态误差标定时，可以采用常规的、仅保证稳态指标的电能表作为标准表，解决了目前缺乏高动态准确度标准表的问题。

图7示出了本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量系统，该系统可以用于实现电能表动态误差测量装置测试动态误差的方法，包括：被检表700和上述电能表动态误差测量装置100。被检表700，用于接收电能表动态误差测量装置100输出的电压测试信号和电流测试信号，根据电压测试信号和电流测试信号确定待检电能量值。计算控制单元104，还用于根据待检电能量值和电能量值确定被检表的动态误差。

在该系统中，测试信号功率放大单元102得到的电压测试信号，除输出至测量单元103外还输出至被检表700的电压输入接口的对应端子。测试信号功率放大单元102得到的电流测试信号，首先连接输出至测量单元103的电流输入接口的对应端子，在通过测量单元103的电流输出接口的对应端子连接输出至被检表700的电流输入接口的对应端子。

当电能表动态误差测量装置100为三相测量装置时，测试信号功率放大单元102的电压输出接口的四个端子Ua、Ub、Uc和Un，分别输出a相、b相、c相和中性点的电压测试信号，以并联方式连接输出至被检表700的电压输入接口的对应端子。测试信号功率放大单元102的电流输出接口Ia⁺、Ia^-端子串联输出a相电流测试信号至测量单元103和被检表700；Ib⁺、Ib^-端子串联输出b相电流测试信号至测量单元103和被检表700；Ic⁺、Ic^-端子串联输出c相电流测试信号至测量单元103和被检表700。

被检表700根据其接收的电压测试信号和电流测试信号确定待检电能量值，并通过电能脉冲3信号线输出至计算控制单元104。计算控制单元104根据待检电能量值和电能量值确定被检表700的动态误差。

图8示出了根据本申请的另一个实施例的电能表动态误差测量装置100测试动态误差的方法的流程示意图，该测试动态误差的方法由图7示出的电能表动态误差测量系统实现。该方法包括：

步骤S801，根据计算控制单元104的控制产生Uu小模拟信号和Ui小模拟信号；

步骤S802，将Uu小模拟信号和Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元102，以使测试信号功率放大单元102对Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号；

步骤S803，将电压测试信号和电流测试信号输出至测量单元103，以使测量单元103根据电压测试信号和电流测试信号确定电能量值；

步骤S804，将电压测试信号和电流测试信号输出至被检表700，以使被检表700根据电压测试信号和电流测试信号确定待检电能量值；

步骤S805，根据电能量值和待检电能量值确定被检表700的动态误差。

由于电能表动态误差测量装置在硬件架构上，支持校准单元105作为独立部件存在，在标定电能表动态误差测量装置的动态误差时搭载校准单元，使用电能表动态误差测量装置测试被检表的动态误差时无需使用校准单元，使得多台电能表动态误差测量装置可以公用校准单元，降低了电能表动态误差测量装置的成本和复杂度。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，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。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电能表动态误差测量装置，其特征在于，包括小信号产生单元、测试信号功率放大单元、测量单元和计算控制单元；其中，

所述小信号产生单元，用于根据所述计算控制单元的控制产生Uu小模拟信号和Ui小模拟信号，将所述Uu小模拟信号和所述Ui小模型信号输出至所述测试信号功率放大单元；

所述测试信号功率放大单元，用于对所述Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对所述Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号，将所述电压测试信号和所述电流测试信号输出至所述测量单元；

所述测量单元，用于根据接收的所述电压测试信号和所述电流测试信号确定电能量值，并将所述电能量值输出至所述计算控制单元。

2.根据权利要求1所述的电能表动态误差测量装置，其特征在于，所述小信号产生单元用于根据所述计算控制单元的控制产生单相Uu小模拟信号和单相Ui小模拟信号，将所述单相Uu小模拟信号和所述单相Ui小模型信号输出至所述测试信号功率放大单元；

所述测试信号功率放大单元，用于对所述单相Uu小模拟信号进行功率放大得到单相电压测试信号，对所述单相Ui小模拟信号进行功率放大，得到单相电流测试信号，将所述单相电压测试信号和所述单相电流测试信号输出至所述测量单元；

所述测量单元，用于根据接收的所述单相电压测试信号和所述单相电流测试信号确定单相电能量值，并将所述单相电能量值输出至所述计算控制单元。

3.根据权利要求1所述的电能表动态误差测量装置，其特征在于，所述小信号产生单元用于根据所述计算控制单元的控制产生三相Uu小模拟信号和三相Ui小模拟信号，将所述三相Uu小模拟信号和所述三相Ui小模型信号输出至所述测试信号功率放大单元；

所述测试信号功率放大单元，用于对所述三相Uu小模拟信号进行功率放大得到三相电压测试信号，对所述三相Ui小模拟信号进行功率放大，得到三相电流测试信号，将所述三相电压测试信号和所述三相电流测试信号输出至所述测量单元；

所述测量单元，用于根据接收的所述三相电压测试信号和所述三相电流测试信号确定三相电能量值，并将所述三相电能量值输出至所述计算控制单元。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电能表动态误差测量装置，其特征在于，还包括：校准单元，所述校准单元包括校准信号功率放大模块和电流相加模块；其中，

所述小信号产生单元，还用于根据所述计算控制单元的控制产生Ux小模拟信号，将所述Ux小模拟信号输出至所述校准信号功率放大模块；

所述校准信号功率放大模块，用于对所述Ux小模拟信号进行功率放大得到电流校准信号，将所述电流校准信号输出至所述电流相加模块；

所述测量单元，还用于将接收到的所述电流测试信号输出至所述电流相加模块；

所述电流相加模块，用于根据接收的所述电流校准信号和所述电流测试信号确定合并电流信号。

5.根据权利要求4所述的电能表动态误差测量装置，其特征在于，所述Ux小模拟信号与所述Uu小模拟信号和所述Ui小模拟信号的相数相同。

6.一种电能表动态误差测量系统，其特征在于，包括：标准表和权利要求4-5任一项所述的电能表动态误差测量装置；其中，

所述标准表，用于接收所述电能表动态误差测量装置输出的电压测试信号和合并电流信号，并根据所述电压测试信号和所述合并电流信号确定标准电能量值；所述标准表的稳态准确度高于所述电能表动态误差测量装置的动态准确度；

所述计算控制单元，还用于根据所述标准电能量值和所述电能量值标定所述电能表动态误差测量装置的动态误差。

7.一种电能表动态误差测量装置的动态误差标定方法，其特征在于，由权利要求6的电能表动态误差测量系统实现，所述方法包括：

根据计算控制单元的控制产生Uu小模拟信号、Ui小模拟信号和Ux小模拟信号；

将所述Uu小模拟信号和所述Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元，以使所述测试信号功率放大单元对所述Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对所述Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号；

将所述电压测试信号和所述电流测试信号输出至测量单元，以使所述测量单元根据所述电压测试信号和所述电流测试信号确定电能量值；

将所述Ux小模拟信号输出至校准信号功率放大模块，以使所述校准信号功率放大模块对所述Ux小模拟信号进行功率放大得到电流校准信号；

将所述电流测试信号和所述电流校准信号输出至电流相加模块，以使所述电流相加模块根据所述电流测试信号和所述电流校准信号确定合并电流信号；

将所述电压测试信号和所述合并电流信号输出至标准表，以使所述标准表根据所述电压测试信号和所述合并电流信号确定标准电能量值；

根据所述电能量值和所述标准电能量值标定电能表动态误差测量装置的动态误差。

8.根据权利要求7所述的电能表动态误差测量装置的动态误差标定方法，其特征在于，所述Ux小模拟信号和所述Ui小模拟信号构成镜像变化对，构成镜像变化对的两个小模拟信号，以一个工频稳态信号作为参考信号，两个小模拟信号相对所述参考信号的波形不断变化，且在任意时刻两个小模拟信号的瞬时值之和与该时刻所述参考信号的瞬时值的比值不变。

9.一种电能表动态误差测量系统，其特征在于，包括：被检表和权利要求1-3任一项所述的电能表动态误差测量装置；其中，

所述被检表，用于接收所述电能表动态误差测量装置输出的电压测试信号和电流测试信号，根据所述电压测试信号和所述电流测试信号确定待检电能量值；

所述计算控制单元，还用于根据所述待检电能量值和所述电能量值确定所述被检表的动态误差。

10.一种电能表动态误差测量装置测试动态误差的方法，其特征在于，由权利要求9的电能表动态误差测量系统实现，所述方法包括：

根据计算控制单元的控制产生Uu小模拟信号和Ui小模拟信号；

将所述Uu小模拟信号和所述Ui小模拟信号输出至测试信号功率放大单元，以使所述测试信号功率放大单元对所述Uu小模拟信号进行功率放大得到电压测试信号，对所述Ui小模拟信号进行功率放大得到电流测试信号；

将所述电压测试信号和所述电流测试信号输出至测量单元，以使所述测量单元根据所述电压测试信号和所述电流测试信号确定电能量值；

将所述电压测试信号和所述电流测试信号输出至被检表，以使所述被检表根据所述电压测试信号和所述电流测试信号确定待检电能量值；

根据所述电能量值和所述待检电能量值确定所述被检表的动态误差。

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