CN204595195U - 一种非接触式电能表校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非接触式电能表校验仪，包括微处理器，微处理器分别连接有电源模块a、实时时钟、AD转换模块a、AD转换模块b，AD转换模块a、AD转换模块b均与电源模块a连接，AD转换模块a还依次连接有信号调理模块a、电流电压转换模块，电流电压转换模块还通过两根导线分别连接在开合式电流互感器的两端，电流电压转换模块与开合式电流互感器构成回路，AD转换模块b还依次连接有信号调理模块b、敏感电极，信号调理模块a和信号调理模块b均与电源模块b连接。本实用新型一种非接触式电能表校验仪能在不断电的情况下对待测线路进行实时准确测量，能够对电能表进行校验。
Description
技术领域
本实用新型属于电力仪器仪表技术领域，具体涉及一种非接触式电能表校验仪。
背景技术
近年我国社会经济快速发展，人民生活水平提高，对电能的需求也不断增加。而电能表是我国最重要的电量计量仪表，尤其是在智能电网的建设中，作为连接电网与用户的重要设备，数据的准确可靠与否，将直接影响到电能测量的质量。计量及校表的准确性、可靠性直接关系到供电单位的电能质量及用户消费的切身利益，同时也可以为计量人员正确计量，追补计量提供依据。因此，对电能表的校验有着重要的意义。
在国内对电能表进行校验，大多采用的办法是将电能表从工作状态中解除，用校验仪进行离线校验，或者需先断电，然后将校验仪接入工作回路，再进行电能表校验，该方法存在效率低，安全性能差，易发生安全事故，严重影响企业的生产效益等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种非接触式电能表校验仪，解决了现有校验仪需要离线校验或断电校验的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种非接触式电能表校验仪，包括微处理器，微处理器分别连接有电源模块a、实时时钟、AD转换模块a、AD转换模块b，AD转换模块a、AD转换模块b均与电源模块a连接，AD转换模块a还依次连接有信号调理模块a、电流电压转换模块，电流电压转换模块还通过两根导线分别连接在开合式电流互感器的两端，电流电压转换模块与开合式电流互感器构成回路，AD转换模块b还依次连接有信号调理模块b、敏感电极，信号调理模块a和信号调理模块b均与电源模块b连接。
本实用新型的特点还在于，
微处理器上连接有按键模块。
微处理器上连接有USB/以太网扩展口。
微处理器上连接有存储模块。
微处理器上连接有液晶显示模块。
微处理器上连接有报警模块。
微处理器采用ARM9系列型号为AM3357的微处理器。
电源模块a的电压为3.3V。
电源模块b的电压为±12V。
本实用新型的有益效果是：
①本实用新型的非接触式电能表校验仪能够在不断电的情况下对待测回路进行实时准确测量，具有操作方便、安全性能高、稳定性好等优点，能够对电能表进行校验；
②本实用新型的非接触式电能表校验仪具有报警系统，当设定时间小于所需要的最小校验时间或者待测线路电压电流超出量程时，就会报警提示；
③本实用新型的非接触式电能表校验仪通过USB/以太网扩展口连接到PC上显示动态曲线，可以直观明了的实时显示校验时间段内的电压、电流、功率和电能消耗的变化过程。
附图说明
图1是本实用新型非接触式电能表校验仪的结构示意图；
图2是本实用新型非接触式电能表校验仪的使用状态图。
图中，1.微处理器，2.电源模块a，3.实时时钟，4.AD转换模块a，5.AD转换模块b，6.信号调理模块a，7.电流电压转换模块，8.开合式电流互感器，9.信号调理模块b，10.敏感电极，11.电源模块b，12.按键模块，13.USB/以太网扩展口，14.存储模块，15.液晶显示模块，16.报警模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型非接触式电能表校验仪，结构如图1所示，包括微处理器1，微处理器1分别连接有电源模块a2、实时时钟3、AD转换模块a4、AD转换模块b5、按键模块12、USB/以太网扩展口13、存储模块14、液晶显示模块15、报警模块16，AD转换模块a4、AD转换模块b5均与电源模块a2连接，AD转换模块a4还依次连接有信号调理模块a6、电流电压转换模块7，电流电压转换模块7还通过两根导线分别连接在开合式电流互感器8的两端，电流电压转换模块7与开合式电流互感器8构成回路，AD转换模块b5还依次连接有信号调理模块b9、敏感电极10，信号调理模块a6和信号调理模块b9均与电源模块b11连接。
本实用新型非接触式电能表校验仪的各功能模块的作用为：
微处理器1：采用ARM9系列型号为AM3357的微处理器，根据采集到的电压电流信号，在设定的时间内计算消耗的电能，然后再与电能表在设定的时间内的电量进行比较，最后根据差值来校验电能表。
电源模块a2：给微处理器及AD转换模块a4、AD转换模块b5供电，电压为3.3V。
电源模块b11：给信号调理模块a6和信号调理模块b9供电，电压为±12V。
实时时钟3：主要用来设定检验所需要的时间，除此之外记录和实时参数显示等功能时需要记录数据产生的时间,并把时间提供给液晶显示模块15。使用芯片自身具有的定时器或计数器，精度比较低，因此使用专门的时钟芯片，为电能表校验仪提供准确的时间。
AD转换模块a4、AD转换模块b5：为了提高电能表校验仪的分辨率，采用24位宽频带AD转换芯片ADS1271，进行信号的模数转换。
电流电压转换模块7：采用很低的输入失调电压和漂移的精密运放OP07，实现微弱的电流信号转换成电压信号。
信号调理模块a6、信号调理模块b9：均采用芯片TL072，由于采集到电流电压转换模块7的电压信号或者通过敏感电极10得到的电压信号均比较微弱，因此信号调理模块a6、信号调理模块b9对电压信号进行滤波、放大，同时为了满足AD转换模块a4、AD转换模块b5输入的需要，还将双极性的交流信号进行电位平移。
开合式电流互感器8：将开合式电流互感器8夹在待测线路上，可以感应出电流信号。
敏感电极10：敏感电极10夹在待测线路上，敏感电极10与待测线路之间的空气间隙可以形成耦合电容，根据电容耦合的原理实现对被测电路的电压测量。
按键模块12：主要是用来设定校验时间，以及切换液晶显示模块15的界面，还设定有复位和紧急停机按键，以防系统出现故障时，复位重新运行。
USB/以太网扩展口13：主要是用来和上位机进行通讯，可以在校验时间段内在PC机上直接明了的观测电流、电压以及电能消耗的曲线图，从而分析校验过程各种现象，还可以调用以前的校验结果，并进行对比。
存储模块14：用来存储采集到的电流、电压数据，记录以前做过的实验数据，便于进行分析。
液晶显示模块15：用分辨率320*240的LCD彩色液晶显示屏，采用并口的通讯方式实现校验过程中电流、电压和电能消耗量的实时变化。
报警模块16：主要是用来错误或事故报警，为了减小校验误差，系统设定了所需的最小时间，当设定的时间低于该时间值时，会进行错误报警，除此之外，当电路中的电流、电压值超过校验仪器的量程时，也会发生报警。
开合式电流互感器8采集电流信号的工作原理为：将开合式电流互感器8夹在待测线路上，正常工作时，线路上存在交流电流，根据电磁感应原理，电流通过时，导线自身会产生磁场，感应到开合式电流互感器8的铁芯，使铁芯内部产生磁通，磁通使得副线圈也产生一个磁通，从而感应出电流信号。
将实用新型非接触式电能表校验仪的微处理器1、电源模块a2、实时时钟3、AD转换模块a4、AD转换模块b5、信号调理模块a6、电流电压转换模块7、信号调理模块b9、电源模块b11、按键模块12、USB/以太网扩展口13、存储模块14、液晶显示模块15、报警模块16全部封装到一个盒子中，本实用新型中将它们叫为钳式电表。
本实用新型非接触式电能表校验仪的工作原理：如图2所示，首先将开合式电流互感器8及敏感电极10均卡在被测线路的火线上，开合式电流互感器8采集到待测线路上的电流信号，电流信号经过电流电压转换模块7转换为电压信号，此时的电压信号很微弱并且是双极性交流信号，微弱的电压信号经信号调理模块a6进行滤波、放大，同时为了满足AD转换模块a4输入的需要，信号调理模块a6将双极性的交流信号进行电位平移，然后送入AD转换模块a4，将模拟信号转换为数字信号，将得到的数字信号送入微处理器1中；敏感电极10与待测线路之间耦合的电容，利用电容耦合原来得到电压信号，电压信号经过信号调理模块b9进行滤波、放大及电位平移，将信号调理模块b9处理后的电压信号输入到AD转换模块b5中，将模拟信号转换为数字信号，将得到的数字信号也送入微处理器1中；微处理器1根据采集到的电流电压信号在实时时钟3设定的时间内计算电能表所携带负载消耗的电能，然后与电能表在设定时间内电能表实际使用的电量做差比较，如果差值在误差允许的范围内，则表明该电能表准确，如果差值不在误差允许的范围内，本申请中非接触式电能表校验仪将根据差值来校验电能表。
同时本实用新型非接触式电能表校验仪出现故障或者需要紧急停机的时候，可以按下按键模块12进行检验仪的复位。
同时本实用新型非接触式电能表校验仪还可以通过USB/以太网扩展口13与上位机通讯。
同时本实用新型非接触式电能表校验仪采集到的电流、电压数据可以存储在存储模块14中，以便于之后的分析。
同时本实用新型非接触式电能表校验仪可以将校验过程中电流、电压和电能消耗的实时变化在液晶显示模块15上显示出来。
同时本实用新型非接触式电能表校验仪当出现故障或者错误时报警模块16可以报警，当电路中电流、电压超过校验仪的量程时也会报警。
本实用新型非接触式电能表校验仪通过开合式电流互感器8采集电流信号、敏感电极10采集电压信号，使得本实用新型非接触式电能表校验仪能够在不断电的情况下采用非接触式方式方便快捷的对电能表进行校验。
Claims (9)
1.一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，包括微处理器(1)，微处理器(1)分别连接有电源模块a(2)、实时时钟(3)、AD转换模块a(4)、AD转换模块b(5)，AD转换模块a(4)、AD转换模块b(5)均与电源模块a(2)连接，AD转换模块a(4)还依次连接有信号调理模块a(6)、电流电压转换模块(7)，电流电压转换模块(7)还通过两根导线分别连接在开合式电流互感器(8)的两端，电流电压转换模块(7)与开合式电流互感器(8)构成回路，AD转换模块b(5)还依次连接有信号调理模块b(9)、敏感电极(10)，信号调理模块a(6)和信号调理模块b(9)均与电源模块b(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述微处理器(1)上连接有按键模块(12)。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述微处理器(1)上连接有USB/以太网扩展口(13)。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述微处理器(1)上连接有存储模块(14)。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述微处理器(1)上连接有液晶显示模块(15)。
6.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述微处理器(1)上连接有报警模块(16)。
7.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述微处理器(1)采用ARM9系列型号为AM3357的微处理器。
8.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述电源模块a(2)的电压为3.3V。
9.根据权利要求1所述的一种非接触式电能表校验仪，其特征在于，所述电源模块b(11)的电压为±12V。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110726966A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-01-24 | 积成电子股份有限公司 | 一种非接触式电能表后有无电的监测装置及监测方法 |
-
2015
- 2015-04-16 CN CN201520231355.1U patent/CN204595195U/zh not_active Expired - Fee Related
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