CN202305785U - 一种基于溯源技术的0.05级直流电能表的校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流电测量技术领域中基于高精度直流电能表溯源技术的校准装置，包括高精度恒压恒流源Fluke6105A,电压数据测量仪器,电流数据测量仪器,0.05级直流电能表,频率计和PC控制机。设备连接后设置好电压测量仪器，电流测量仪器，电压电流输出值，PC控制机向测量仪器发送同步指令，PC采集到2路直流信号后,做乘积运算后输出和直流功率相同的脉冲信号给一路频率计,同时0.05直流标准表也同时输出一路电能脉冲送给另一路频率计输入,对比两路频率计的频率就可得到电能表误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直流电能表的校准装置，尤其是涉及一种基于溯源技术、对于0.05级直流标准电能表进行校准的装置。
背景技术
随着直流电使用的越来越广泛，直流电能表在电网控制中作用不可替代，所以对入网的电能表要进行校准。
现有电能表校准一般是以高一级的功率源为基准对其进行校准，设计幅度功率步骤繁多，耗时长。而且主要是校准交流电能表。
直流标准电能表是指可以通过直接或间接的方法向上溯源到国家或国际计量标准、用于实现低等级直流电能的量值传递的直流电能计量器具。例如0.05级直流标准电能表主要用于 0.2级以下安装直流电能表的量值传递，而对于0.05级直流标准表的溯源则需要0.01级国家标准。
而至今未见有公开的对于0.05级直流标准电能表的既操作方便又效率较高的直接校准技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种对于0.05级直流电能表的溯源技术的校准装置，实现对0.05级直流电能表的校准。
上述技术问题可通过如下技术方案解决：
一种基于溯源技术的0.05级直流电能表的校准装置，其特征是：包括高精度恒压恒流源Fluke6105A、电压数据测量仪器、电流数据测量仪器、频率计和PC控制机，所述的高精度恒压恒流源分别输出直流电压至电压数据测量仪器、直流电流至电流数据测量仪器，所述的电压数据测量仪器和电流数据测量仪器各与所述的PC控制机有数据线相互连接接收同步采样信号脉冲并将测量值传给PC控制机计算，所述的PC控制机与所述的频率计有数据线电连接，需校准的0.05级直流电能表的两个直流电压测量端点并联接入恒压恒流源输出至电压数据测量仪器的直流电压回路中、两个直流电流测量端点串联接入恒压恒流源输出至电流数据测量仪器的直流电流回路中，并输出电能脉冲至所述的频率计，并且频率计将测试数据量传给PC控制机分析。
所述的Fluke6105A是一种0.01级的高精度直流电压电流输出源，所述的Agilent3458A电压电流测量仪器是符合0.01级直流国家标准的高精度测量仪器，所述的0.05级直流电能表符合0.05级直流电能表国家标准。
所述的PC控制器向Agilent3458A测量仪器发送同步信号，以确保量传数据保持同步。PC采集到直流电压和电流信号后,做乘积运算并输出和直流功率相同的脉冲信号给频率计的一输入端,同时0.05直流标准表也同时输出一路电能脉冲送给频率计的另一输入端输入,对比两路频率计的频率就可得到电能表误差
由于福禄克直流恒压恒流源Fluke6105的纹波足够小,可以认为是一个理想的直流源,由两台安捷伦数字多用表Agilent3458A使用同一采样脉冲进行同步采样。Agilent3458A的直流精度优于10PPM,当PC采集到2路直流信号后,做乘积运算后输出和直流功率相同的脉冲信号给一路频率计,同时0.05级直流标准电能表也同时输出一路电能脉冲送给另一路频率计输入,对比两路频率计的频率就可得到电能表误差.其中53132频率计的解析度可以到达500ps,其影响可以忽略.完全可以用于对0.05级直流标准表的溯源，同时用于校准也是可信的。
相对现有技术，本实用新型的有益效果：
1、采用现有的成熟的0.05级直流电能表的溯源技术对其进行校验，有充足的理论依据，能保证校验结果准确，丰富了0.05级直流电能表的校准装置；
2、采用PC控制器进行数据处理，操作方便，效率较高。
附图说明
图1是本实用新型实施例的组成及连接结构图；
图2是本实用新型实施例校准过程的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，本实用新型实施例选择包括高精度恒压恒流源Fluke6105A、电压数据测量仪器、电流数据测量仪器、0.05级直流电能表、频率计和PC控制机。
高精度恒压恒流源分别输出直流电压至电压数据测量仪器、直流电流至电流数据测量仪器，UDC是直流电压，GND是接地， IDC+是直流电流正端，IDC-是直流电流负端，电压数据测量仪器和电流数据测量仪器则各与PC控制机有数据线相互连接，PC控制机与频率计有数据线电连接，需校准的0.05级直流电能表分别输入高精度恒压恒流源的直流电压和直流电流输出、并输出电能脉冲至频率计。
Fluke6105A是一种0.01级的高精度直流电压电流标准源，Agilent3458A电压电流测量仪器是符合0.01级直流国家标准的高精度测量仪器，0.05级直流电能表符合0.05级直流电能表国家标准，频率计的解析度可以到达500ps,其影响可以忽略.完全可以用于对0.05级直流标准表的溯源。
Fluke6105A输出高精度的直流电压和直流电流，频率计需实时对PC控制机和0.05级直流电能表发送过来的电能脉冲做出比较。
设备连接后设置好电压测量仪器，电流测量仪器，电压电流输出值， 控制PC向测量仪器发送同步指令，PC采集到2路直流信号,做乘积运算后输出和直流功率相同的脉冲信号给一路频率计,同时0.05直流标准表也同时输出一路电能脉冲送给另一路频率计输入,对比两路频率计的频率就可得到电能误差。
所述的各仪器按逻辑结构图连接一一对应。Agilent3458A采用GPIB方式与PC连接，GPIB是一种通用接口总线，以GPIB方式连接电脑和Agilent3458A。
采用的上述仪器设备都是目前技术成熟符合国家标准，能保证输出的直流电压直流电流准确，测量仪器测得的数据精确并能量传给PC控制机进行数据处理，由ＰＣ机计算出脉冲信号并输出给频率计。
图２为具体实施过程的流程图。
步骤（1）：准备设备，并将直流电压电流一一对应连接好， 各仪器及ＰＣ机有效连接。
步骤（2）：检查（1）是否正确，若不正确，返回步骤（1），若正确，则设置好各参数包括电表常数，输出幅值，同步信号输出，PC能正确接受表的量传值。
步骤（3）：在Fluke6105A上输出当前校准点如直流电压100V，电流1A等。
步骤（4）：对电压电流进行采样测量，Agilent3458A和0.05级电能表同时进行，计算出测量值，电能表同时要输出对应当前电能的电能脉冲。
步骤（5）：PC接收Agilent量传的电压电流值，计算出直流功率P=UI,并输出频率为F=N/T=KP的电能脉冲。K为脉冲常数，与0.05级设定的表常数保持一致。
步骤（6）：同时接收PC和电能表送过来的脉冲，进行对比，得出电能误差值。
步骤（7）：0.05级电能表利用步骤（6）得出的电能误差值进行校准。
Claims (1)
1.一种基于溯源技术的0.05级直流电能表的校准装置，其特征是：包括高精度恒压恒流源Fluke6105A、电压数据测量仪器、电流数据测量仪器、频率计和PC控制机，所述的高精度恒压恒流源分别输出直流电压至电压数据测量仪器、直流电流至电流数据测量仪器，所述的电压数据测量仪器和电流数据测量仪器各与所述的PC控制机有数据线相互连接，所述的PC控制机与所述的频率计有数据线电连接，需校准的0.05级直流电能表的两个直流电压测量端点并联接入恒压恒流源输出至电压数据测量仪器的直流电压回路中、两个直流电流测量端点串联接入恒压恒流源输出至电流数据测量仪器的直流电流回路中，并输出电能脉冲至所述的频率计。
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