CN203838326U - 一种便携式电能计量终端校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种便携式电能计量终端校验仪，包括标准功率源、标准电能表、通信协议检测模块、脉冲比较模块和电能误差计算模块。所述标准功率源分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，被检电能计量终端与通信协议检测模块相连，所述脉冲比较模块分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，所述电能误差计算模块与脉冲比较模块相连。本实用新型不仅实现了电能计量终端的误差的现场检测，而且提供通信协议现场检测，便于用户操作，实现互操作性。
Description
技术领域
本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种便携式电能计量终端校验仪结构技术领域。
背景技术
在电力系统中，各种电能计量终端在入网之前，需要对其电能计量误差进行校验，电能误差合格和通信功能正常的电能计量终端才允许入网使用。
电能计量终端由于其精度高、功能多、具有数据通信能力等优点，在电能计量计费系统中得到了越来越广泛的使用。电能计量终端在使用过程中需要通过通信协议与抄表系统和设备进行数据交换，但往往由于计量计费系统中选用的电能计量终端制造厂家众多、型号繁杂、通信信道类型多种多样，造成通信协议不统一，给电能计量终端的实际使用带来了诸多问题：电能计量终端集成困难、电能计量终端使用维护困难；通信协议各个省、地市和地区之间不同等，造成了电能计量终端开发、运行、维护及升级费用加大。
如图1所示，是现有技术提供的电能计量终端校验台的结构，现有的电能计量终端校验台包括功率源、标准电能表，被检电能计量终端、电能误差计算器。该电能误差计算器又包括计数器、定时器。由功率源输出交流电传输给标准电能表和被检电能计量终端，分别产生标准电能脉冲、被校电能脉冲。由计数器采集统计标准电能脉冲个数、被校电能脉冲个数，该定时器采集测量标准电能脉冲的每一周期的宽度，从而推算在一个采集周期内的标准电能脉冲个数，从而计算被检电能计量终端的脉冲误差值。此种方法有三种缺陷：第一，无法对现场安装的电能计量终端进行通信协议检测；第二，无法实现电能计量终端的互操作性。如果不实现通信协议的互操作性，而是仅仅将通信协议统一到目前某一种不具有互操作性的通信协议标准，这种通信协议的统一只能是暂时的而且是不稳定的，随着电能计量终端功能的不断扩展，势必会因厂家自定义某些协议内容而使通信协议出现不统一。第三，现场安装的电能计量终端往往工况负责，现场通信接口常常被外来信号干扰，容易出现信号丢帧，无法正常通信。
发明内容
本实用新型的目的旨在克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种便携式电能计量终端校验仪，
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。
一种便携式电能计量终端校验仪，包括标准功率源、标准电能表、通信协议检测模块、脉冲比较模块和电能误差计算模块。所述标准功率源分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，被检电能计量终端与通信协议检测模块相连，所述脉冲比较模块分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，所述电能误差计算模块与脉冲比较模块相连。
所述通信协议检测模块还包括：RS-485抗干扰通信接口。
所述脉冲比较模块还包括：晶振时钟。
在本实用新型中，脉冲比较模块接收标准电能表发出的标准脉冲信号，同时接收被检电能计量终端发出的脉冲信号，通过进行比较最后由电能误差计算模块得出电能误差值。
同时，可以通过RS-485抗干扰通信接口对现场安装的电能计量终端进行通信协议检测，实现电能计量终端的互操作性。另外，通过RS-485抗干扰通信接口可以消除现场通信接口干扰，使RS-485通信能力传输速度达到10Mbps。
所述标准电能表使用美国Agilent Technologies公司的高速32bit的并行A/D采样芯片，2048kSP/s的采样速度，保证每0.02秒采样1024点的实时性要求；
所述脉冲比较模块采用ARM公司ARM11芯片，1.25MIPS/MHz的速度，确保数据实时测量、计算和分析。
综上所述，本实用新型的有益效果是不仅实现了电能计量终端的误差检测，而且提供通信协议现场检测，便于用户操作，实现互操作性。
附图说明
图1是现有技术提供的电能计量终端校验仪的结构示意图；
图2是本实用新型便携式电能计量终端校验仪的结构框图；
图3是本实用新型便携式电能计量终端校验仪所述通信协议检测模块RS-485通信接口电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图2，对本实用新型进行进一步详细说明。
本实用新型一种便携式电能计量终端校验仪，包括标准功率源、标准电能表、通信协议检测模块、脉冲比较模块和电能误差计算模块。本实用新型不仅实现了电能计量终端的误差的现场检测，而且提供通信协议现场检测，便于用户操作，实现互操作性。
如图2所示，一种便携式电能计量终端校验仪，包括标准功率源、标准电能表、通信协议检测模块、脉冲比较模块和电能误差计算模块。所述标准功率源分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，被检电能计量终端与通信协议检测模块相连，所述脉冲比较模块分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，所述电能误差计算模块与脉冲比较模块相连。
所述通信协议检测模块还包括：RS-485抗干扰通信接口。
所述脉冲比较模块还包括：晶振时钟。
在本实用新型中，脉冲比较模块接收标准电能表发出的标准脉冲信号，同时接收被检电能计量终端发出的脉冲信号，通过进行比较最后由电能误差计算模块得出电能误差值。
同时，可以通过RS-485抗干扰通信接口对现场安装的电能计量终端进行通信协议检测，实现电能计量终端的互操作性。另外，通过RS-485抗干扰通信接口可以消除现场通信接口干扰，使RS-485通信能力传输速度达到10Mbps。
所述标准电能表使用美国Agilent Technologies公司的高速32bit的并行A/D采样芯片，2048kSP/s的采样速度，保证每0.02秒采样1024点的实时性要求；
所述脉冲比较模块采用ARM公司ARM11芯片，1.25MIPS/MHz的速度，确保数据实时测量、计算和分析。
所述标准功率源同时输出交流电压、电流到标准电能表和被检电能计量终端，脉冲比较模块接收标准电能表发出的标准脉冲信号，同时接收被检电能计量终端发出的脉冲信号，通过进行比较最后由电能误差计算模块得出电能误差值。
所述脉冲比较模块采用电平触发的方式来采集被检表的脉冲，通过脉冲比较模块可以设置的触发方式：电平，上升沿，下降沿或者双边沿触发方式。在测试中，晶振时钟利用中断信号可以采集到50K的脉冲，这样现场完全满足被检电能计量终端的需要。
所述电能误差计算模块采用ARM11芯片S3C2410，描述过程如下：S3C2410提供了5个16位的Timer（晶振时钟）（Timer0～Timer4），其中Timer0～Timer3支持脉宽调制。Timer4是一个内部晶振时钟，其没有输出引脚。PCLK是Timer的信号源，我们通过设置每个Timer相应的与预分频器和分频器把PCLK转换成输入时钟信号传送给各个Timer的逻辑控制单元。每个Timer都有一个称为输入时钟频率的参数，这个频率就是通过PCLK，预分频器和分频器确定下来的，每个Timer的逻辑控制单元就是以这个频率在工作。在S3C2410中，Timer0，Timer1共用一对预分频器和分频器，Timer2，Timer3，Timer4共用另一对预分频器和分频器，S3C2410的整个时钟系统模块只存在两对预分频器和分频器。
所述脉冲比较模块的晶振时钟，包含TCNTBn，TCNTn，TCMPBn和TCMPn几个寄存器。当晶振时钟达到0时，TCNTBn和TCMPBn的值将自动加载到TCNTn和TCMPn中。当TCNTn到0且中断，使晶振时钟将产生一个中断请求。同时自动加载操作复制TCNTBn的值到TCNTn中。但是如果自动加载模式没有使能，TCNT0将不进行任何操作，不会造成错误信息。S3C2410通过晶振时钟中断次数和TCNTOn可以得到收到的标准表脉冲次数。
最后，所述电能误差计算模块通过公式：
即可计算出电能计量终端电能计量误差。
本实用新型所述的RS-485抗干扰通信接口由集成电路SN75LBC184D、光藕、二极管、压敏电阻、电容连接构成。
如图3所示，RS-485抗干扰通信接口：单片机的P30口线与R401和U401的6脚相联，U401的7、8脚短接与R401、VCC相联，U401的5脚接地，2脚经R404与+5V相联，3脚与U404的1脚相联；单片机的P33口线与U402的2脚相联，U402的1脚经R402与VCC相联，4脚接+5V，3脚接R405和U404的2、3脚相联；单片机的P31口线接U403的3脚，U403的2脚经R403与VCC相联，U403的7、8脚短接与R406、+5V、C402相联，U403的5脚接地，6脚与R406和U404的4脚相联；U404的8脚接+5V和C401，6脚与R407、R410相联，7脚与R411相联，电源VCC接U405的1、2脚，U405的3、4脚接CD401。通过RS-485抗干扰通信接口可以消除现场通信接口干扰，通过RS-485通信能力，使传输速度达到10Mbps。
本实用新型不仅实现了电能计量终端的误差的现场检测，而且提供通信协议现场检测，便于用户操作，实现互操作性。
Claims (4)
1.一种便携式电能计量终端校验仪，其特征是，包括标准功率源、标准电能表、通信协议检测模块、脉冲比较模块和电能误差计算模块；所述标准功率源分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，被检电能计量终端与通信协议检测模块相连，所述脉冲比较模块分别与标准电能表、被检电能计量终端相连，所述电能误差计算模块与脉冲比较模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量终端校验仪，其特征在于：所述通信协议检测模块还包括：RS-485抗干扰通信接口；所述脉冲比较模块还包括：晶振时钟。
3.根据权利要求1所述的一种便携式电能计量终端校验仪，其特征在于：所述标准电能表采用美国AgilentTechnologies公司的高速32bit的并行A/D采样芯片，2048kSP/s的采样速度，保证每0.02秒采样1024点的实时性要求；所述脉冲比较模块采用ARM公司ARM11芯片，1.25MIPS/MHz的速度，确保数据实时测量、计算和分析。
4.根据权利要求2所述的一种便携式电能计量终端校验仪，其特征在于，所述RS485抗干扰通信接口电路由集成电路SN75LBC184D、光藕、二极管、压敏电阻、电容连接构成。
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