CN1818682A - 采用分段式采样的高精度电能表 - Google Patents

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姜干才
胡荷金
张龙
邓经纬
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HUALONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd HANGZHOU
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Abstract

本发明涉及一种采用分段采样电压(电流)的高精度电能表，它包括电子式电能表，单相或三相电流或电压分别通过电流分流器或电压降压器得到电压信，电压信号通过信号处理器分成二路或多路且分别送到AD，经AD数据转换后、送到MCU对数据进行处理。优点：一是采用多段AD采样，提高了AD的采样精度，使前端数据采样的范围更宽，能够做更多倍数的高精度电子式电能表；二是采用分段式AD采样，其成本比非分段式AD的价格低数倍、精度提高数倍和几十倍；三是只要增加分段的数量，就能够在满足精度和准确度的同时，测量量程更宽，因此具有宽量程、低成本、易于扩展的特点。

Description

采用分段式采样的高精度电能表
技术领域：
本发明涉及一种采用分段采样电压(电流)的高精度电能表，属电子式电能表制造领域。
背景技术：
授权公告号CN 2599592Y、名称“电子式电能表分流器”，该分流器在两个相连在一起的紫铜输入端钮板中间加工成一定宽度和深度的槽，在槽中放入焊剂，然后把锰铜板放入槽中，通过加热、加压使锰铜与紫铜输入端钮板紧紧焊接在一起。最后在紫铜输入端钮板中间纵向铣去相连的部分成为铣槽，并形成两个输入端。在锰铜板上设有采样接头，在输入端钮板上设有地线接头。但，该分流器并不用于电流的采样。
发明内容：
设计目的：设计一种用多个AD分段采样信号作为电能表信号的数据转换的高精度电能表。
设计方案：为了实现上述设计目的，提高模拟数据的采样精度，本发明使用多个AD分段采样信号作为电能表信号的数据转换方法，是本发明的主要特征。在电子式能表制造领域，衡量电子式电能表质量好与不好的最主要的技术参数是：电子式电能表的计量精度。能否有效地提高电子式电能表的计量精度是关系到电子式电能表能否被市场所认可的关键之一，但是提高电子式电能表计量精度的关键在于电压(电流)的采样精度。如果解决了不电子式电能表的电压(电流)的采样精度，也就根本无法实现电子式电能表的精确计量。然而，目的的电子式电能表的电压(电流)采样，均采用单个AD采样信号作为电能表信号的数据转换，其精度更本无法提高，无法被市场所认可。本发明①将所采电压(电流)通过信号处理器(信号放大或缩小)分成多段AD采样，以提高AD的采样精度，从而使前端数据采样的范围更宽，能够做更多倍数的表。②使用非分段式AD采样，则所要求的AD的精度要比使用分段式AD采样的AD的精度要高很多，而且要考虑到采样速率的关系，所以这样AD的价格相对会比使用分段式采样中使用的AD高很多倍。③在可控扩展方面，只要增加分段的数量，就能够使电能表在满足精度和准确度的同时，使测量量程更高。因而，使用分段式AD采样在电能表应用中具有良好的前景。其技术方案：采用分段式采样的高精度电能表，它包括电子式电能表，单相或三相电流或电压分别通过电流分流器或电压降压器得到电压信，电压信号通过信号处理器分成二路或多路且分别送到AD，经AD数据转换后、送到MCU对数据进行处理。
本发明优点在于：一是通过分成多段AD采样，能够进一步提高AD的采样精度，使前端数据采样的范围更宽，能够做更多倍数的高精度电子式电能表，如果通过分段AD采样，能够使1.5(30)A电能表在1％--2000％(20Ib)范围内都能满足并优于《GB/T 17883-1999 0.2S级和0.5S级静止式交流有功电能表》标准中的0.2s级标准的要求；二是在成本上，如果采用分段式AD采样，其成本比非分段式AD的价格低数倍、精度提高数倍甚至几十倍；三是在可控扩展方面，只要增加分段的数量，就能够使电能表在满足精度和准确度的同时，使测量量程更宽，因此具有宽量程、低成本、易于扩展的特点。
附图说明：
图1是采用分段式采样的高精度电能表的第一种实施例的局部电路框图。
图2是采用分段式采样的高精度电能表的第二种实施例的局部电路框图。
具体实施方式：
实施例1：参照附图1。采用分段式采样的高精度电能表，它包括电子式电能表，电子式电能表的制作工艺系现有技术，在此不作叙述。单相或三相电流或电压分别通过电流分流器(电流分流器是指电流互感器或锰铜分流器且系现有技术，在此不作叙述)或电压降压器(电压降压器是指电压互感器或电阻网络且系现有技术，在此不作叙述)得到电压信，电压信号通过信号处理器(信号放大或缩小)分成二路或多路且分别送到AD，经AD数据转换后、送到MCU对数据进行处理。单相或三相电流通过电流分流器产生电压信号且电压信号和电流的大小成比例。单相或三相电压通过电压分流器产生电压信号且电压信号和电压的大小成比例。
实施例2：参照附图2。在实施例1的基础上，以三相四线电路A相为例，A相电流信号通过电流互感器或者锰铜分流器等方式，产生一个电压信号V1，这个电压信号V1和电流的大小成比例；同时A相的电压通过电压互感器或者电阻网络降压后得到电压信号V2，这个电压信号V2和电压的大小成比例。V1和V2信号通过信号处理器(信号放大或缩小)，分成多路送到多个AD，经过AD数据转换后，又MCU对数据处理。如图1：以电流回路分2段，使用2路AD为例，电流信号通过处理得到对应的电压信号V1，电压信号V1通过信号处理器I1放大或缩小之后，通过AD数据处理转换I1，把模拟信号转换成数字信号然后给MCU处理；电压信号V1通过信号处理器I2放大或缩小之后，通过AD数据转换I2，把模拟信号转换成数字信号后给MCU处理。通过MCU处理，可以得到对应的电流数据。当然，如果我们为了提高精度，可以分成更加多段进行处理。
同样，B相AD转换通道，C相AD转换通道，也可以通过类似于A相的处理方法得到对应的电流、电压信息。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1、一种采用分段式采样的高精度电能表，它包括电子式电能表，其特征是：单相或三相电流或电压分别通过电流分流器或电压降压器得到电压信，电压信号通过信号处理器分成二路或多路且分别送到AD，经AD数据转换后、送到MCU对数据进行处理。
2、根据权利要求1所述的采用分段式采样的高精度电能表，其特征是：单相或三相电流通过电流分流器产生电压信号且电压信号和电流的大小成比例。
3、根据权利要求1所述的采用分段式采样的高精度电能表，其特征是：单相或三相电压通过电压分流器产生电压信号且电压信号和电压的大小成比例。
4、根据权利要求1或2所述的采用分段式采样的高精度电能表，其特征是：电流分流器是指电流互感器或锰铜分流器。
5、根据权利要求1或2所述的采用分段式采样的高精度电能表，其特征是：电压降压器是指电压互感器或电阻网络。
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