CN116106605A - 一种考虑温度变化的电能表参数补偿方法、介质及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑温度变化的电能表参数补偿方法、介质及系统，其中电能表参数包括内置基准电压和时钟频率，内置基准电压对应的补偿方法包括步骤：S1、获取内置基准电压值与温度的关系数据，再通过计算得到内置基准电压校正所需的基准微调因子与温度的对应关系，建立基准电压补偿表；S2、获取电能表芯片上的温度，利用查表和插值相结合的方法，得到该温度下的内置基准微调因子；S3、通过内置基准微调因子来对电能表基准电压进行补偿。本发明克服了温度效应对基准电压的影响，提升了温度变化时电压、电流信号模数采样转换的准确性；通过进行时钟频率的修正，确保时钟计时高准确度。

Description

一种考虑温度变化的电能表参数补偿方法、介质及系统

技术领域

本发明主要涉及电能表技术领域，具体涉及一种考虑温度变化的电能表参数补偿方法、介质及系统。

背景技术

我国幅员辽阔，电能表应用规模巨大，分布范围广，运行工况复杂，如何满足智能电能表大规模推广应用需求、适应各种复杂环境的影响是面临的挑战和技术难点之一，主要体现在：

(1)电能计量涉及到供用电双方核心利益，是电能表核心功能，根据电能计量原理，基准电压是影响计量准确度的核心关键因素，基准电压的波动会导致电能表A/D转换结果产生较大的误差，从而影响电能计量的精度，在实际应用中，基准电压可直接由MCU芯片内置精密电压源提供，也可由外置专用电压参考芯片提供。然而，内置精密电压源一般使用能隙电压源结构，一般的能隙电压源只采用二极管正向导通电压V_BE和热电压V_T进行相互补偿，由于V_BE的温度非线性，因而该能隙源只有在室温附近能够得到近似于零的温度系数，而在低温和高温区域，温度系数高达60ppm/℃，不能满足高准确度计量所要求的模数转换要求。TI、ADI等国外领先的模拟芯片设计厂家针对V_BE的温度非线性，增加了对V_BE中的二次及高次温度项的补偿校正，推出了AD780、REF5025等高性能专用基准芯片，将温度系数减小到了3～5ppm/℃范围内，能满足高准确度计量要求，但价格昂贵，高至20～30元/片；国内模拟芯片尤其高性能基准芯片设计尚处于起步阶段，针对V_BE的温度非线性，采用直接对V_BE线性化进行补偿校正，将温度系数减小到了30～50ppm/℃范围内，不能满足高准确度计量要求。因此，如何解决好基准参考电压的温度效应，确保电能表准确可靠稳定运行是亟待解决的问题。

(2)电能表时钟准确度关系到阶梯电价和分时电价的推行，是电能表的重要指标，电能表片上时钟由主控芯片内部的振荡电路及其外部石英晶体构成的高频振荡器来驱动计时周期，通常主控芯片内部振荡电路具有高稳定性和高一致性，不会影响时钟准确性，但石英晶体由于其制造工艺和材料特性，其稳定性和一致性差异非常大，尤其在温度明显变化时其稳定性也会明显变化，一般采用国外进口专用RTC时钟芯片(如RX8025T、DS3231)，价格昂贵，因此需要研究解决石英晶体振荡频率受环境温度影响问题，确保时钟计时高准确度。具体地，实时时钟作为智能电表的关键部件，其准确性关系到智能电表关键功能的准确性，时钟一旦发生故障，将会影响多费率模式下的电能计费以及冻结电量转存等核心计量功能。精确的时钟源是时钟系统计时准确的基础，考虑到电池的使用寿命，智能电表产品一般会选择低频率、低功耗的32.768kHz晶体振荡器作为时钟源。晶体振荡器由晶体单元和各种半导体组成，频率特性主要取决于其内部晶体单元，而晶体单元特性取决于切割工艺，切割工艺决定了晶体温度特性、频率范围和振动模式。晶体振荡器根据切割工艺主要有音叉型、AT切型、声表面波型三种，每种都具备特有的频率范围和温度特性。

智能电表目前采用的振荡器为音叉型，其温度特性曲线表现为抛物线，在特定温度范围内其特性受温度的影响较大，典型的32.768kHz晶振频率随温度变化的特性曲线如图4所示，在整个温度范围内频偏大小呈抛物线，可得出晶体不能够在宽温范围内提供高精度。如表1所示，通过采集实验数据通过实验数据总结归纳出RTC的精度受晶体频率影响，如图5所示，可分析出，室温下(+25℃)精度典型值为±20ppm，在高温与低温区域精度变差，精度会低于150ppm(典型值)。

表1RTc精度受晶体频率改变量的影响值

泰勒公式可以拟合函数在某个点附近的值，因此，一定范围内晶体偏差大小与温度的函数可由泰勒公式表示成式(1)所示：

其中，t表示温度；(t₀，f(t₀))为函数f(t)上一点，R_n(t)＝(o(t-t₀)ⁿ)≈0为f(x)的高阶无穷小。因此，f(t)可化简为式(2)所示n次多项式的形式

f(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+…+a_ntⁿ    (2)

其中，系数均为常数。

实际应用中通常取n＝2，写成二次函数如式(3)所示：

f(t)＝k(t-t₀)²+f₀    (3)

令式(3)可写成式(4)所示：

其中为晶体偏差大小(ppm)；Δf为典型晶体频率偏差；f为晶体标称频率32.768kHz；k为曲率常数；t为温度；t₀为转折温度；f₀为转折温度下的晶体偏差。

在-40℃到80℃内的不同温度下测得RTC精度受晶体频率改变量的影响数值如表1所示。由泰勒公式以及在实测误差数据得到与拟合的二次曲线的差值曲线，可得出温度对频率影响曲线还应该包含三次或更高次项，因此得到根据差值曲线拟合的一元多次函数曲线

f(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+…+a_ntⁿ。

由泰勒公式可知，一元多次函数其展开式的阶数越高，精度也就越高。

以三阶泰勒公式为研究对象，校准时钟晶振频率。通过最小二乘法求解三次多项函数，并拟合三次函数曲线，将式(4)改写为：

f(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+a₃t³    (5)

若已知函数f(t)的部分离散点{(t_i，y_i)}，求解该函数的近似原函数，多项式插值提出一些处理方法。但是在实际的生产实践问题中，所测得离散点的函数值并不是很精确。因为这些点是由实验或实际观测所得的数据，所以不可避免会带来测量误差。若要求所求解的近似函数曲线通过所有离散点{(t_i，y_i)}，那么所求得的函数曲线就会存在一切的测量误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种计量精度高的考虑温度变化的电能表参数补偿方法、介质及系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其中电能表参数包括内置基准电压和时钟频率，内置基准电压对应的补偿方法包括步骤：

S1、获取内置基准电压值与温度的关系数据，再通过计算得到内置基准电压校正所需的基准微调因子与温度的对应关系，建立基准电压补偿表；

S2、获取电能表芯片上的温度，利用查表和插值相结合的方法，得到该温度下的内置基准微调因子；

S3、通过内置基准微调因子来对电能表基准电压进行补偿。

优选地，步骤S1中基准微调因子得到的过程为：

S11、获取电能表在不同温度下的内置基准电压输出值；

S12、根据内置基准电压的输出值得到内置基准电压误差值；

S13、根据内置基准电压误差得到内置基准电压补偿值，作为基准微调因子。

优选地，步骤S2的具体过程为：

获取电能表芯片上的温度T_c，根据温度T_c从基准电压补偿表中查到与该温度值T_c相邻的两个补偿数据点(T_a，r_a)和(T_b，r_b)，并以此两点进行线性插值得到在当前温度下的内置基准微调因子r_c，插值公式为：

r_c＝r_a+(r_b-r_a)×(T_c-T_a)/(T_b-T_a)。

优选地，时钟频率对应的补偿方法具体为：采用乘积多项式将温敏电阻各温度下的典型值进行曲线拟合，关联温度与温敏电阻阻值的关系，以及温度与频率偏差值的关系，换算出阻值与频率偏差值的关联关系，通过实际测量，拟合曲线，得出多项式系数，进行频率修正。

优选地，频率修正的具体步骤为：

1)随机抽取一只电表，在没有任何修正措施的状况下，测得不同温度点的频率偏差值；

2)拟合三次多项式函数，确定粗调的最小修正值；测量当前电能表内温度，作为变量，计算出当前温度下的频率偏差值作为补偿值，用该补偿值除以粗调最小修正值，取整作为粗调值C，取余作为细调值X；

3)若补偿值小于粗调最小修正值，对晶体振荡器振荡频率进行细调，否则对晶体振荡器振荡频率进行粗调。

优选地，在步骤3)中，具体粗调步骤为：对晶体振荡器输出信号进行2倍频，得到频率为65536Hz的信号Ft，内部脉冲计数器对Ft进行脉冲计数，当计满262144个脉冲时，将Ft增加或减少C个脉冲，实现粗调。

优选地，具体细调步骤为：利用晶体振荡器匹配电容对振荡器频率微小影响的关系，通过控制每一个单位电容是否并联来改变晶体振荡器的输出负载电容大小，进而达到调整晶体振荡器振荡频率的效果，实现细调。

优选地，用细调值X除以电容阵列的最小修正频率，取整得到需要并联的单位电容数量。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。

本发明进一步公开了一种考虑温度变化的电能表参数补偿系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的内置基准电压补偿方法克服了温度效应对基准电压的影响，提升了温度变化时电压、电流信号模数采样转换的准确性。采用乘积多项式的算法，将温敏电阻各温度下的典型值进行曲线拟合，关联温度与温敏电阻阻值的关系，以及温度与频偏的关系，换算出阻值与频偏的关联关系，通过实际测量，拟合曲线，得出多项式系数，进行时钟频率的修正，确保时钟计时高准确度。

附图说明

图1为本发明的补偿方法在实施例的流程图。

图2为本发明的补偿系统在实施例的流程图。

图3为本发明中温度补偿前后的基准电压图。

图4为本发明中的晶振温度曲线图。

图5为本发明中频率为32.768Hz晶体的温度曲线图。

图6为本发明中多项式拟合曲线与实测曲线图。

图7为本发明中二次拟合函数与三次拟合函数残差对比图。

图8为本发明中的硬件系统原理图。

图9为本发明补偿前后效果对比图；其中(a)为时钟误差和晶体频率偏差补偿前后对比图；(b)为时钟误差补偿前后对比图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其中电能表参数包括内置基准电压和时钟频率，内置基准电压对应的补偿方法包括步骤：

S1、获取内置基准电压值与温度的关系数据，再通过计算得到内置基准电压校正所需的基准微调因子与温度的对应关系，建立基准电压补偿表；

S2、通过使用电能表MCU微控制器的片上温度传感器定时获取电能表芯片上的温度，利用查表和插值相结合的方法，得到该温度下的内置基准微调因子；

S3、通过内置基准微调因子来对电能表基准电压进行补偿。

本发明的内置基准电压补偿方法克服了温度效应对基准电压的影响，提升了温度变化时电压、电流信号模数采样转换的准确性。

在一具体实施例中，步骤S1中的具体过程为：

S11、先将电表放置在一个温度能调节的高低温箱中工作，先设定一个环境温度范围，这个范围应当是电表工作环境可能到达的温度范围，比如设在-40℃到+80℃，然后按照温度从低到高的原则，先将高低温箱设在-40℃，待温度稳定后，用一个高精度数字万用表测量并记录MCU内置基准的输出电压值，记为u(-40)；

S12、计算MCU内置基准电压误差e(-40)，适用公式为：

e(-40)＝u(-40)-u0    (6)

式中u0为MCU内置基准在室温(25摄氏度)时的标定输出值，可从MCU技术特性手册中查到；

S13、计算MCU内置基准的电压补偿值，适用公式为：

r(-40)＝r0-e(-40)/m    (7)

式中，r0为MCU内置基准校准寄存器的电压初始值，e(-40)由上一步骤得到，m为MCU内置基准的最小校正电压，该m值从MCU技术手册中查到；将数据(-40，r(40))记录并存储起来。

按照上述方法将高低温箱的温度打到-39℃，得到数据(-39，r(-39))，再打到-38℃，得到数据(-38，r(-38))，如此这般以1℃为间隔的数据点进行选取由小到大依序存放起来，便得到温度补偿数据表。

在一具体实施例中，步骤S2中，通过线性插值计算得到当前温度下的微调因子的过程为：通过SoC芯片内部温度传感器读取SoC芯片片上温度，对于读取的当前温度值T_c从温度补偿数据表中查到与该温度值T_c相邻的两个补偿数据点(T_a，r_a)和(T_b，r_b)，并以此两点进行线性插值得到MCU内置基准在当前温度下的微调因子r_c，插值公式为：

r_c＝r_a+(r_b-r_a)×(T_c-T_a)/(T_b-T_a)    (8)

用得到的微调因子对MCU内置基准当前的电压进行补偿。

对于SoC芯片片上温度应定时读取，比如每隔100毫秒读取一次，然后插值计算得到微调因子，并进行电压补偿，如此不断重复该步骤，将对电表的MCU内置基准电压不断进行补偿，从而达到克服因环境温度的变化而引起的内置基准精度的变化的现状。

在一具体实施例中，上述方法实施时以SoC智能电表为硬件平台，通过开发、配置SoC芯片的内部资源进行具体实施，参见图2，使用C语言对SoC芯片进行编程，使得SoC芯片内部配置有温度采样ADC、温度采样结果寄存器、温度补偿数据表、100毫秒定时器及补偿数据运算处理单元。其中温度采样ADC用于采集SoC芯片内部的温度传感器信号，采集到的温度存放于温度采样结果寄存器中；温度补偿数据表为一数组变量，用于存储基准电压在工作温度范围内各个温度点的微调因子，各个温度点之间的间隔为1℃；100毫秒定时器用于控制温度采样ADC进行定时采样；补偿数据运算处理单元主要进行查表、线性插值等操作。

具体工作流程：首先初始化系统，对ADC、定时器等模块及MCU进行初始化设置后，程序将温度补偿数据表从FLASH闪存中拷贝到RAM缓冲区中，以供直接、快速查表使用。然后程序不断查询100毫秒定时标志，如果定时时间已到，则启动温度采样ADC对温度传感器采样，读取ADC采样值并转化为实际温度值。接着依次进行查表、线性插值等运算处理，得到内置基准电压的实际修正值。最后将修正值写入基准校正寄存器中，并继续查询100毫秒定时标志，依照这个流程循环。

按上述方法对电表基准电压补偿前后的数据进行了记录并形成了图3，从图3中可以看出补偿前电表的SoC芯片随着片上温度的增高MCU内置基准电压也不断增高，形成的线是一条向上的曲线(虚线所示)，而补偿后片上温度高低对MCU内置基准电压几乎没有影响，形成的线接近一条水平线。经过多次试验验证，在温度补偿校正前，该款SoC芯片内置基准电压源的温度系数大约为40ppm/℃，补偿校正后，温度系数减小到了约8ppm/℃。

本发明克服了温度效应对基准电压的影响，提升了温度变化时电压、电流信号模数采样转换的准确性。实验结果表明，在-40℃～70℃范围内，有功电能计量误差从±0.5％减小到±0.1％。该项补偿技术的广泛应用，为SoC芯片提供了广阔的应用场景，大大促进了SoC芯片设计技术的快速发展和应用。在当前国际环境下，将更加有利于促进国产芯片企业的发展壮大，化解在该领域核心芯片长期依赖进口产品的发展瓶颈。

在一具体实施例中，通过最小二乘法来解决时钟频率受温度的影响。具体地，最小二乘法求解多项式函数曲线：由函数f(t)在部分离散点{(t_i，y_i)}，找到一个函数p(t)，使得

f(t)≈p(t)。

通常要求离散点数据较多，偏差ε_i＝p(t_i)-y_i总体上尽可能小，即要求：

其中，m为离散点个数；p(t)为所求多项式函数。

已知离散点{(t_i，y_i)}在函数空间Φ求解p*(t)，使其满足：

其中，ω_i为温度t_i处的权值。

对于任意的可得到则求p*(t)等价于求解下式多元函数的最小值点问题。

即求

其中，k＝0，1，…，n。

最小二乘加权平方和为：

其中，k＝0，1，…，n。

其离散加权内积可写成：

由上式可列方程：

其中，矩阵

式(16)的解为：因此，则p*(t)为f(t)在Φ中的最小二乘。

若Φ＝span{1，t，…，tⁿ}即则式(16)可整理成如下形式：

则为函数f(t)的n次最小二乘法拟合的多项式。

根据表1中实验所测数据，采用最小二乘法拟合二次和三次多项式得到函数如下：

拟合二次多项式函数：

p₁*(t)＝-0.0330t²+1.6347t-21.5093    (18)

拟合三次多项式函数：

p₂*(t)＝-0.000025t³-0.0314t²+1.6595t-22.5674    (19)

将实验所测离散点分别代入由最小二乘法拟合后的二次多项式和三次多项式，所得离散点图如图6所示。由于外界扰动及测量误差的存在，二次多项式函数曲线与三次多项式函数曲线与实测值均有偏差的存在。

计算拟合残差：

R_i＝p*(t_i)-y_i    (20)

根据公式(20)可得拟合残差数据如表2所示，残差对比效果如图7所示。

表2拟合函数与实测点残差值

计算均方根误差：

根据表2拟合残差值，可求得均方根误差值：二次拟合函数均方根误差S₁＝1.03；三次拟合函数均方根误差S₂＝0.29。

由此可见，二次拟合函数的残差波动范围大于三次拟合函数，三次拟合函数的均方根误差远小于二次拟合函数的均方根误差。因此，三次拟合函数拟合效果要优于二次拟合函数。

为了更好的满足MCU的计算性能，采用乘积多项式的算法，将温敏电阻各温度下的典型值进行曲线拟合，关联温度与温敏电阻阻值的关系，以及温度与频偏的关系，换算出阻值与频偏的关联关系，通过实际测量，拟合曲线，得出多项式系数，进行频率修正。

基于上述晶体振荡频率特性曲线的分析，制定如图8所示的电路。其中时钟系统为现有技术，单片机采用美国美信半导体生产的TDK6542单片机，晶体采用精工生产的手表晶体(32768Hz，5ppm，ppm表示每百万单位，即parts per million)，温度传感器采用TCN75，同时，温度采样部分也可采用NTC温敏电阻结合片内ADC实现，以TCN75进行阐述。

具体校准步骤如下：

1)随机抽取一只电表，在没有任何修正措施的状况下，测得不同温度点的频率偏差值如下表所示：

表3不同温度点频率偏差值

2)通过上节所述方法拟合三次多项式函数：

确定粗调的最小修正值，该值取3.815PPM；利用温度传感器测量当前表内温度，作为变量，并采用得到式(22)的函数计算出当前温度下的频率偏差作为补偿值，用该补偿值除以粗调最小修正值3.815，取整(商)作为粗调值C，取余(余数)作为细调值X。

3)若补偿值小于粗调最小修正值，则执行细调，否则执行粗调。

在一具体实施例中，由于粗调最小修正值的倒数N＝262144，为晶体振荡器输出信号频率(32768)的8倍；同时，由于秒脉冲测试方法是：每2秒到5秒(时间取的过长，将会使得瞬时测量误差不稳定)测定一次误差；因此综合考虑以上两点，本例每4秒测定一次误差。具体粗调步骤为：对晶体振荡器输出信号进行2倍频，得到频率为65536Hz的信号Ft，内部脉冲计数器对Ft进行脉冲计数，当计满262144(4*65536)个脉冲时，将Ft增加或减少C个脉冲(脉宽时间为1/65536秒)，实现粗调。其原理为：计满262144个脉冲时，所需时间为4秒，此时增加或减少脉冲个数，也就是说每4秒最小调整1/65536秒，即每秒最小调整量为1/262144秒，也就是3.815PPM；因此当计满262144个脉冲时，将Ft增加或减少C个脉冲，即可实现粗调。

在一具体实施例中，芯片内置的晶体振荡器输出端配置有可控电容阵列，电容阵列等效于128个容值为0.1289PF的单位电容并联，充分利用晶体振荡器匹配电容对振荡器频率微小影响的关系，通过控制每一个单位电容是否并联来改变晶体振荡器的输出负载电容大小，进而达到调整晶体振荡器振荡频率的效果，实现细调。本例中，通过理论计算和多组实践数据验证得出电容阵列的最小修正频率为0.31PPM，即频率修正的最小误差为0.31PPM，也就是每增加或减少一个单位电容，对频率的影响为0.31PPM，因此，用细调值X除以电容阵列的最小修正频率，取整(商)即可得知需要控制几个单位电容并联，并控制任意单位电容并联于晶体振荡器输出端，从而实现细调。

由于环境温度在一段时间内不会突然变化，校准过程中，每分钟测量一次环境温度，连续两次温度测量值变化量应小于一个定值，本例该定值为0.55摄氏度，这个定值是通过多次试验得出；理论上来讲，该值与系统的隔热装置有关，如外壳、密封情况等，通过此处理可以有效防止温度测量系统带来的暂时不可靠性。如果变化值大于该定值，则再进行一次测量，连续3次大于该值，变化量按照0.55摄氏度定值处理。

以天为单位考核日计时误差，当频率偏差为11.5741ppm时，计时误差为1秒每天。由于粗调的最大可修正频率范围为-398PPM～398PPM(考虑实际使用的晶体偏差范围并留有一定的设计余量而定，晶体在正常工作范围内的偏差为70PPM左右，并留有330PPM的设计余量)，细调的最小修正频率为0.31PPM，因此，最大可以到达34.3秒每天的误差修正范围，并可精确修正到0.0268秒每天；此结果最终在智能仪表上通过时钟精度测量仪得到了验证。

为了使上述方法良好的应用在批量智能仪表的生产上，需要保证结果的一致性，以及对器件的差异兼容性。前面已经论述过误差的主要来源，即：环境温度对晶体频率的影响的属性，也就是说一批制造工艺下的晶体，它的温度频率特性曲线是一致的，所以只要晶体生产工艺得到应有的保证，利用前述方法就能统一处理，修正环境温度引起的误差。然而，晶体与晶体之间在同一温度点，也多多少少存在一些与标称频率偏离的误差，所以必须预留校准参数。

在生产线上，采用高速100M恒温晶体(标准晶体，不存在时间误差)作为频率参考，对电能表输出的1Hz信号进行连续高频采样，再利用采样出来的时间长度与标称晶体的时间长度进行比较，计算出误差，该误差精确到0.1PPM；前述误差计算原理可理解为：将高速100M恒温晶体输出的信号(每秒1*108个脉冲，脉宽时间为1*10-8)和电能表输出的1Hz信号进行同步，在电能表输出1Hz脉冲的时间内，计量100M恒温晶体输出的脉冲个数，并根据其脉宽时间(1*10-8)计算出电能表输出1Hz脉冲的实际用时，将该实际用时与电能表输出1Hz脉冲的标称时间(1秒)进行比较，即可得到误差值。计算出的误差作为补偿的差值，再通过晶体匹配电容与频率的关系推导匹配电容阵列的排布，最后调整出准确的常温(23±2℃)频率，其调整原理与细调相同。

校准测试以及技术对比：

随机另取1台样机作为验证的样本，在温控温箱中逐点测量频偏，并记录数据，采用上述方法补偿后的数据差异如表4，效果对比图如图9。

表4补偿效果比对数据

从以上数据可看出，经上述方法补偿后日计时误差在-40℃至80℃的温度范围内均控制在±0.1s/d(1.15ppm)以内，完全满足相关标准的精度要求和批量生产的要求。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。本发明进一步公开了一种补偿系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。本发明的介质及系统，与上述方法相对应，同样具有如上所述方法的优点。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其中电能表参数包括内置基准电压和时钟频率，其特征在于，内置基准电压对应的补偿方法包括步骤：

S1、获取内置基准电压值与温度的关系数据，再通过计算得到内置基准电压校正所需的基准微调因子与温度的对应关系，建立基准电压补偿表；

S2、获取电能表芯片上的温度，利用查表和插值相结合的方法，得到该温度下的内置基准微调因子；

S3、通过内置基准微调因子来对电能表基准电压进行补偿。

2.根据权利要求1所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，步骤S1中基准微调因子得到的过程为：

S11、获取电能表在不同温度下的内置基准电压输出值；

S12、根据内置基准电压的输出值得到内置基准电压误差值；

S13、根据内置基准电压误差得到内置基准电压补偿值，作为基准微调因子。

3.根据权利要求1所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，步骤S2的具体过程为：

获取电能表芯片上的温度T_C，根据温度T_C从基准电压补偿表中查到与该温度值T_C相邻的两个补偿数据点(T_a，r_a)和(T_b，r_b)，并以此两点进行线性插值得到在当前温度下的内置基准微调因子r_c，插值公式为：

r_c＝r_a+(r_b-r_a)×(T_c-T_a)/(T_b-T_a)。

4.根据权利要求1或2或3所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，时钟频率对应的补偿方法具体为：采用乘积多项式将温敏电阻各温度下的典型值进行曲线拟合，关联温度与温敏电阻阻值的关系，以及温度与频率偏差值的关系，换算出阻值与频率偏差值的关联关系，通过实际测量，拟合曲线，得出多项式系数，进行频率修正。

5.根据权利要求4所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，频率修正的具体步骤为：

1)随机抽取一只电表，在没有任何修正措施的状况下，测得不同温度点的频率偏差值；

2)拟合三次多项式函数，确定粗调的最小修正值；测量当前电能表内温度，作为变量，计算出当前温度下的频率偏差值作为补偿值，用该补偿值除以粗调最小修正值，取整作为粗调值C，取余作为细调值X；

3)若补偿值小于粗调最小修正值，对晶体振荡器振荡频率进行细调，否则对晶体振荡器振荡频率进行粗调。

6.根据权利要求5所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，在步骤3)中，具体粗调步骤为：对晶体振荡器输出信号进行2倍频，得到频率为65536Hz的信号Ft，内部脉冲计数器对Ft进行脉冲计数，当计满262144个脉冲时，将Ft增加或减少C个脉冲，实现粗调。

7.根据权利要求5所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，在步骤3)中，具体细调步骤为：利用晶体振荡器匹配电容对振荡器频率微小影响的关系，通过控制每一个单位电容是否并联来改变晶体振荡器的输出负载电容大小，进而达到调整晶体振荡器振荡频率的效果，实现细调。

8.根据权利要求7所述的考虑温度变化的电能表参数补偿方法，其特征在于，用细调值X除以电容阵列的最小修正频率，取整得到需要并联的单位电容数量。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～8中任意一项所述方法的步骤。

10.一种考虑温度变化的电能表参数补偿系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～8中任意一项所述方法的步骤。

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