CN204269809U - 一种自动压接的三相电能表检验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动压接的三相电能表检验装置，包括工装板、压接导向板、带辅助针表托、压接控制按钮、步进电机和中央处理单元、电能误差检测单元，工装板的中间有一个槽孔，压接导向板活动连接于工装板的槽孔的下方，带辅助针表托和压接控制按钮安装在工装板上并且带辅助针表托设于工装板的槽孔的前侧，压接导向板的后侧设有和压接导向板垂直的压板，压接控制按钮、步进电机及电能误差检测单元分别和中央处理单元相连，步进电机的转轴通过一连接件和压接导向板相连。本实用新型对待测电能表的压接和辅助针接线都自动完成，压接不可靠时，还能自动短接电流回路，无需人工操作，省时省力，大大提高校表效率，也降低人工和接线物料的费用。

Description

一种自动压接的三相电能表检验装置

技术领域

本实用新型涉及一种电能表检验设备，尤其涉及一种自动压接的三相电能表检验装置。

背景技术

随着国家智能电网的建设，智能电能表的使用越来越普及，为确保电能表质量，电能表生产企业一般都采用电能表检验设备对电能表进行检验。目前三相电能表检验设备功能比较多，显示内容也较丰富，但检验过程中仍采用人工手动上表和接线，费时费力，校表效率不高，不能满足电能表大批量生产的需要。

发明内容

本实用新型主要解决原有电能表检验设备需要人工手动上表和接线，费时费力，检验效率不高的技术问题；提供一种自动压接的三相电能表检验装置，被检电能表的接线由装置自动压接完成，省时省力，提高检验效率。

本实用新型另一目的是提供一种自动压接的三相电能表检验装置，当被测电能表压接不可靠时，能自动短接被测电能表的电流回路，从而达到保护表托和被测电能表接线柱的目的。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括工装板、压接导向板、带辅助针表托、压接控制按钮、步进电机和中央处理单元、电能误差检测单元，工装板的中间有一个槽孔，压接导向板活动连接于工装板的槽孔的下方，带辅助针表托和压接控制按钮安装在工装板上并且带辅助针表托设于工装板的槽孔的前侧，压接导向板的后侧设有和压接导向板垂直的压板，压接控制按钮、步进电机及电能误差检测单元分别和中央处理单元相连，步进电机的转轴通过一连接件和压接导向板相连。中央处理单元根据压接控制按钮的命令发出控制信号给步进电机，使步进电机作正转或反转操作，步进电机通过转轴和连接件带动压接导向板向前或向后移动。压接导向板向前移动时，在压板和带辅助针表托的相对作用下，放置在压接导向板上的待检电能表和带辅助针表托实现压接，再由中央处理单元结合电能误差检测单元对待检电能表进行检验；检验完成后，压接导向板向后移动时，放置在压接导向板上的待检电能表回到初始位置，和带辅助针表托分离，完成释放。本技术方案中，只要按下压接控制按钮就能完成待检电能表和表托的压接，省时省力，大大提高检验效率。而且当设置有多个表托和多个表位时，能同时完成多个待检电能表和表托的一一对应压接，大大提高检验效率，满足电能表大批量生产的需要。

作为优选，所述的带辅助针表托的电流柱中设有温度传感器，温度传感器和所述的中央处理单元相连，所述的中央处理单元还和一个继电器的驱动端相连，继电器的常开触点开关的两端分别和带辅助针表托中的两个电流柱相连。在无人干预的情况下，当被测电能表和带辅助针表托间压接不可靠时，会造成大电流长时运行，此时因接触电阻偏大表托温度温升较快，时间久了表托和电能表接线柱容易变形甚至烧坏，严重时还会出现火花隐患。为避免此类情况发生，本技术方案中，将温度传感器安装在表托的电流柱中，实时检测电流柱的温度，并将温度值输送给中央处理单元。当接线柱温度超过设置值时，中央处理单元发出信号驱动继电器，继电器的常开触点开关闭合，短接该表位的电流回路，从而可以达到保护表托和被测电表接线柱的目的。

作为优选，所述的继电器采用磁保继电器，磁保继电器的一个控制端接+24V，另一个控制端CON1和三极管D3的集电极相连，还有一个控制端CON2和三极管D4的集电极相连，三极管D3的发射极、三极管D4的发射极均接地，三极管D3的基极、三极管D4的基极分别经电阻R3、电阻R4和所述的中央处理单元相连。当接线柱温度超过设置值时，中央处理单元发出高电平信号使三极管D3导通，则磁保继电器的常开触点开关吸合，500ms后中央处理单元发出低电平信号使三极管D3不导通，磁保继电器保存当前吸合状态；当中央处理单元接到上位机命令需要断开磁保继电器时，中央处理单元发出高电平信号使三极管D4导通，则磁保继电器的常开触点开关断开，500ms后中央处理单元发出低电平信号使三极管D4不导通，磁保继电器保存当前断开状态。

作为优选，所述的自动压接三相电能表检验装置包括电流开路检测单元，电流开路检测单元的一端和所述的带辅助针表托的电流柱相连，电流开路检测单元的另一端和所述的中央处理单元相连。由电流开路检测单元检测表位是否存在开路现象，并将检测结果输送给中央处理单元，一旦检测到存在开路现象，中央处理单元发出信号驱动继电器，继电器的常开触点开关闭合，短接该表位的电流回路，保证在压接不可靠或不挂满表的情况下校验仍能正常进行。

作为优选，所述的电流开路检测单元包括电阻R1、电阻R2和光耦D1，光耦D1的一个输入端经过电阻R1和所述的带辅助针表托的第一电流柱相连，光耦D1的另一个输入端经过电阻R2和所述的带辅助针表托的第二电流柱相连，光耦D1的一个输出端接地，光耦D1的另一个输出端和所述的中央处理单元相连。当表托上挂满表时，电流形成一个闭环电路，第一电流柱和第二电流柱之间电位差比较小，光耦D1不导通，光耦D1输送给中央处理单元的信号为高电平；当表托上不挂表时，电流回路开路，第一电流柱和第二电流柱之间的电位差比较大，光耦D1导通，光耦D1输送给中央处理单元的信号为低电平。中央处理单元通过检测光耦D1输出的信号即可判断该表位是否存在开路现象。

作为优选，所述的自动压接三相电能表检验装置包括位置检测单元，位置检测单元有三个光敏管，分别为第一光敏管、第二光敏管和第三光敏管，第一光敏管和第三光敏管设在所述的压接导向板的下方，第一光敏管和压接导向板释放到位时压接导向板的上边缘所在位置对应，第三光敏管和压接导向板压接到位时压接导向板的上边缘所在位置对应，第二光敏管设在所述的压接导向板上，第二光敏管的设置位置和待检电能表的放置位置对应，第一光敏管、第二光敏管和第三光敏管分别和所述的中央处理单元相连。第三光敏管用于检测压接导向板有没有压接到位，压接到位时中央处理单元发出信号使步进电机停止动作，避免电机空转，达到保护电机的作用。第一光敏管用于检测压接导向板有没有释放到位，释放到位时中央处理单元发出信号使步进电机停止动作，避免电机空转，达到保护电机的作用。第二光敏管用于检测压接导向板的表位上是否放置了被测电能表，若没有放置被测电能表，则无论压接控制按钮有无按下，中央处理单元都不会发出信号使步进电机动作。提高检验的可靠性。

作为优选，所述的工装板的槽孔的左侧及右侧各设有两个前后间隔设置的导向轮，导向轮的轮面和放置在所述的压接导向板上的待检电能表接触。当压接导向板上的待测电能表位置放偏时，在压接导向板前移时，工装板的槽孔的左侧或右侧的导向轮会接触到被测电能表，给被测电能表一个推力，从而将被测电能表的位置导正，确保被测电能表上的电压、电流接线端子和带辅助针表托上的辅助端子、表托端子完全对接。

本实用新型的有益效果是：通过步进电机控制待测电能表的移动，通过导向轮导正待测电能表的位置，结合带辅助针表托实现电动压接，待测电能表的压接和辅助针接线都自动完成，无需人工手动操作，省时省力，大大提高校表效率，也降低了人工和接线物料的费用。另外，当被测电能表压接不可靠时，能自动短接被测电能表的电流回路，从而达到保护表托和被测电能表接线柱的目的。

附图说明

图1是本实用新型的一种主视结构示意图。

图2是本实用新型的一种侧视结构示意图。

图3是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。

图4是本实用新型中磁保继电器和中央处理单元相连的一种电路原理图。

图5是本实用新型中电流开路检测单元的一种电路原理图。

图中1.工装板，2.压接导向板，3.带辅助针表托，4.压接控制按钮，5.步进电机，6.中央处理单元，7.电能误差检测单元，8.温度传感器，9.继电器，10.电流开路检测单元，11.位置检测单元，12.导向轮，13.通讯测试单元，14.升流器，15.表托辅助针连接器，21.压板，31.第一电流柱，32.第二电流柱，111.第一光敏管，112.第二光敏管，113.第三光敏管。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种自动压接的三相电能表检验装置，如图1、图2所示，包括工装板1、压接导向板2、带辅助针表托3、压接控制按钮4、步进电机5和中央处理单元6、电能误差检测单元7、温度传感器8、电流开路检测单元10及位置检测单元11，工装板1的中间有一个槽孔，压接导向板2活动连接于工装板1的槽孔的下方，带辅助针表托3和压接控制按钮4安装在工装板1上，带辅助针表托3位于工装板1的槽孔的前侧，压接控制按钮4位于工装板1的槽孔的后侧，压接导向板2的后侧安装有和压接导向板2垂直的压板21，步进电机5的转轴通过一螺杆和压接导向板2相连。位置检测单元11有三个光敏管，分别为第一光敏管111、第二光敏管112和第三光敏管113，第一光敏管111和第三光敏管113位于压接导向板2的下方，第一光敏管111和压接导向板2释放到位时压接导向板2的上边缘所在位置对应，第三光敏管113和压接导向板2压接到位时压接导向板2的上边缘所在位置对应，第二光敏管112位于压接导向板2上，第二光敏管112的设置位置和待检电能表的放置位置对应。工装板1的槽孔的左侧及右侧各安装有两个前后间隔设置的导向轮12，导向轮12的轮面和放置在压接导向板2上的待检电能表接触。温度传感器8安装在带辅助针表托3的电流柱中，工装板的背面安装有一个继电器9。如图3所示，压接控制按钮4、步进电机5、电能误差检测单元7、温度传感器8、电流开路检测单元10、位置检测单元11及继电器9分别和中央处理单元6相连，中央处理单元6上还连接有通讯测试单元13。中央处理单元6采用ARM芯片STM32F103单片机，该芯片主频为72MHz，内部资源丰富，自带128K字节FLASH和20K字节SRAM，多达9个通讯接口和7个定时器，其中3个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道。本装置充分利用该ARM芯片内部资源丰富、管脚功能可灵活配置的特点，设计了一款集电能误差计算、时钟误差计算、开路检测、温度检测、步进电机控制、光敏检测、对被测表通讯等多功能于一身的ARM单元控制板，ARM单元控制板安装在工装板的背面。带辅助针表托3通过表托辅助针连接器15连接到ARM单元控制板的信号检测端子。

本实施例中，继电器9采用磁保继电器J，如图4所示，磁保继电器J的一个控制端接+24V，另一个控制端CON1和三极管D3的集电极相连，还有一个控制端CON2和三极管D4的集电极相连，三极管D3的发射极、三极管D4的发射极均接地，三极管D3的基极、三极管D4的基极分别和电阻R3、电阻R4的一端相连，电阻R3、电阻R4的另一端分别和ARM单元控制板中CPU的P1.1脚、P1.2脚相连，磁保继电器J的常开触点开关K1的两端分别和带辅助针表托3中的第一电流柱31、第二电流柱32相连。

如图5所示，电流开路检测单元10包括电阻R1、电阻R2和光耦D1，光耦D1的一个输入端经过电阻R1和带辅助针表托3的第一电流柱31相连，光耦D1的另一个输入端经过电阻R2和带辅助针表托3的第二电流柱32相连，光耦D1的一个输出端接地，光耦D1的另一个输出端JC-XH和ARM单元控制板中CPU相连。多个表托的第一、第二电流柱依次串联，第一个表托的第一电流柱和升流器14线圈的一端相连，最后一个表托的第二电流柱和升流器14线圈的另一端相连。

本装置电气部分主要由ARM信号源、电压电流功率放大器、三相电流隔离互感器、三相标准电能表和ARM单元控制板组成。ARM信号源采用双ARM(STM32F207)系统设计，一片负责人机界面，一片负责波形发生，该ARM内部资源丰富，主频达到120MHz。波形数字合成技术采用外部中断方式，波形数据直接存入ARM芯片FLASH中，以一个周波720点为例，ARM芯片产生一个36KHZ的方波信号，将此信号接入ARM外部中断管脚，通过外部中断将计算好的六路波形数据输入D/A产生六路波形，因为主频高，指令周期短(纳秒级)，六路模拟信号几乎不存在时延。同时人机界面采用ARM系统，数据处理快，通过高速485方式(38400波特率)与PC机和误差仪进行数据交互，可大大缩短的升源时间和校验效率。本装置所配三相标准电能表电压、电流采样回路分别采用电阻分压和电流互感器取样，每相模拟电路独立设计，可减少相间干扰；内置程控运算放大器，可保证A/D在宽范围信号输入情况下的高转换分辨率，从而提高A/D的转换精度，采用带恒温槽电压基准，温度系数小于1ppm，在电压30V～500V输入范围和电流0.01A～120A信号输入范围内电能误差可控制在0.02％以内。为配合装置检验电能表的节拍，提高检表效率，标准表设计了有无功电能脉冲同时输出功能，在特殊负载点下装置可实现对被测电能表有无功电能误差同时测试，通过实际验证，采用此方式可比常规校验方式快20％～30％左右。ARM单元控制板误差测试部分充分利用该芯片资源丰富的特点，三路被测电能表脉冲信号和三路标准脉冲信号直接输入到ARM系统，三路误差可同时进行测试，大幅度提高检测效率。本ARM系统可通过软件配置，外部中断源可选择下降沿触发、上升沿触发和电平触发，以满足不同电能表脉冲输出的误差测试需求。本装置ARM单元控制板充分利用STM32F103芯片通讯接口多、主频高的特点，PC机通过高速485通道(115200波特率)与每个单元板进行通讯，单元板通过命令解析由另一通讯接口直接透传给被测表，被测表返回的信息再通过预先制定的握手协议透传给PC机，从而实现PC机与被测表的通讯测试，实现对电能表进行一对一通讯测试。

工作过程：ARM单元控制板根据压接控制按钮的命令发出控制信号给步进电机，使步进电机作正转或反转操作，步进电机通过转轴和连接件带动压接导向板向前或向后移动。压接导向板向前移动时，在压板和带辅助针表托的相对作用下，放置在压接导向板上的待检电能表和带辅助针表托实现压接，带辅助针表托通过表托辅助针连接器连接到ARM单元控制板的信号检测端子，再由ARM单元控制板结合电能误差检测单元对待检电能表进行检验；检验完成后，压接导向板向后移动时，待检电能表和带辅助针表托分离，完成释放。第三光敏管用于检测压接导向板有没有压接到位，压接到位时ARM单元控制板发出信号使步进电机停止动作，避免电机空转，达到保护电机的作用。第一光敏管用于检测压接导向板有没有释放到位，释放到位时ARM单元控制板发出信号使步进电机停止动作，避免电机空转，达到保护电机的作用。第二光敏管用于检测压接导向板的表位上是否放置了被测电能表，若没有放置被测电能表，则无论压接控制按钮有无按下，ARM单元控制板都不会发出信号使步进电机动作。温度传感器实时检测电流柱的温度，并将温度值输送给CPU。当接线柱温度超过设置值时，CPU发出信号驱动磁保继电器，磁保继电器的常开触点开关闭合，短接该表位的电流回路，从而可以达到保护表托和被测电表接线柱的目的。当表托上不挂表时，电流回路开路，第一电流柱和第二电流柱之间的电位差比较大，光耦D1导通，光耦D1输送给CPU的信号为低电平。CPU通过检测光耦D1输出的信号即可判断该表位是否存在开路现象。若开路，CPU发出信号驱动磁保继电器，磁保继电器的常开触点开关闭合，短接该表位的电流回路，保证在压接不可靠或不挂满表的情况下校验仍能正常进行。

本实用新型各部件独立设计，可独立拆装、便于维护。每相双功放并联输出，功放输出容量大、体积小、输出效率高，发热量低、负载特性好、可靠性高；信号源采用32位ARM处理器作为核心控制器，升源速度快，10S以内可完成输出并保证信号源输出准确、稳定。本实用新型采用模块化设计，ARM单元控制板由ARM系统控制，步进电机自动压接，每表位具有被检表自动导向和电动压接功能，被检表的压接和辅助针接线自动完成，无需人工干预，具备有无功电能同时测试功能，不但大大提高校表效率，而且也降低了人工和接线物料的费用。

Claims (7)

1.一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于包括工装板(1)、压接导向板(2)、带辅助针表托(3)、压接控制按钮(4)、步进电机(5)和中央处理单元(6)、电能误差检测单元(7)，工装板(1)的中间有一个槽孔，压接导向板(2)活动连接于工装板(1)的槽孔的下方，带辅助针表托(3)和压接控制按钮(4)安装在工装板(1)上并且带辅助针表托(3)设于工装板(1)的槽孔的前侧，压接导向板(2)的后侧设有和压接导向板(2)垂直的压板(21)，压接控制按钮(4)、步进电机(5)及电能误差检测单元(7)分别和中央处理单元(6)相连，步进电机(5)的转轴通过一连接件和压接导向板(2)相连。

2.根据权利要求1所述的一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于所述的带辅助针表托(3)的电流柱中设有温度传感器(8)，温度传感器(8)和所述的中央处理单元(6)相连，所述的中央处理单元(6)还和一个继电器(9)的驱动端相连，继电器(9)的常开触点开关的两端分别和带辅助针表托(3)中的两个电流柱相连。

3.根据权利要求2所述的一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于所述的继电器(9)采用磁保继电器J，磁保继电器J的一个控制端接+24V，另一个控制端CON1和三极管D3的集电极相连，还有一个控制端CON2和三极管D4的集电极相连，三极管D3的发射极、三极管D4的发射极均接地，三极管D3的基极、三极管D4的基极分别经电阻R3、电阻R4和所述的中央处理单元(6)相连。

4.根据权利要求2所述的一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于包括电流开路检测单元(10)，电流开路检测单元(10)的一端和所述的带辅助针表托(3)的电流柱相连，电流开路检测单元(10)的另一端和所述的中央处理单元(6)相连。

5.根据权利要求4所述的一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于所述的电流开路检测单元(10)包括电阻R1、电阻R2和光耦D1，光耦D1的一个输入端经过电阻R1和所述的带辅助针表托(3)的第一电流柱(31)相连，光耦D1的另一个输入端经过电阻R2和所述的带辅助针表托(3)的第二电流柱(32)相连，光耦D1的一个输出端接地，光耦D1的另一个输出端和所述的中央处理单元(6)相连。

6.根据权利要求1或2或4所述的一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于包括位置检测单元(11)，位置检测单元(11)有三个光敏管，分别为第一光敏管(111)、第二光敏管(112)和第三光敏管(113)，第一光敏管(111)和第三光敏管(113)设在所述的压接导向板(2)的下方，第一光敏管(111)和压接导向板(2)释放到位时压接导向板(2)的上边缘所在位置对应，第三光敏管(113)和压接导向板(2)压接到位时压接导向板(2)的上边缘所在位置对应，第二光敏管(112)设在所述的压接导向板(2)上，第二光敏管(112)的设置位置和待检电能表的放置位置对应，第一光敏管(111)、第二光敏管(112)和第三光敏管(113)分别和所述的中央处理单元(6)相连。

7.根据权利要求1或2或4所述的一种自动压接的三相电能表检验装置，其特征在于所述的工装板(1)的槽孔的左侧及右侧各设有两个前后间隔设置的导向轮(12)，导向轮(12)的轮面和放置在所述的压接导向板(2)上的待检电能表接触。