CN204855788U - 一种误差处理器及电能表检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种误差处理器及电能表检定装置，其中，该误差处理器包括：单片机和与该单片机相连接的脉冲自动切换开关；该脉冲自动切换开关接收上述单片机发送的脉冲切换控制信号，根据上述脉冲切换控制信号从被检电能表输出的多路脉冲信号中选择指定的脉冲信号，并将所述指定的脉冲信号传输至所述单片机。本实用新型实施例通过在误差处理器中的单片机与被检电能表的输出端之间增加脉冲自动切换开关，实现对被检电能表输入至误差处理器中单片机的脉冲信号进行控制，无需手动切换脉冲接线线路，可以实现对多脉冲输出的电能表进行检定。

Description

一种误差处理器及电能表检定装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种误差处理器及电能表检定装置。

背景技术

随着国民经济的大力发展，电力能源需求剧增，电能表的更新换代及功能升级，与之相对应的大量电能表检定装置的投入使用，因此，对电能表检定装置所要显示的检定项目及检定功能的多样化要求越来越高，电能表检定装置主要由误差处理器、功率源、主控机等几部分组成，误差处理器主要用于根据标准电能表输出的脉冲信号与被检电能表输出的脉冲信号进行对比，计算出电能表的误差数据，在将该误差数据传输至主控机。

当前，相关技术中提供了一种电能表检定装置中的误差处理器都只能输入一路脉冲，而多功能电能表又具有多路脉冲输出，在进行多功能电能表检定时，需要根据测试项目不断的人工改变脉冲接线位置，既不方便也不安全；

在实现本实用新型的过程中，发明人发现相关技术中至少存在以下问题：电能表检定装置中的误差处理器只能输入一路脉冲，因此，不能满足多路脉冲输出的多功能电能表的检定工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种误差处理器及电能表检定装置，以解决误差处理器只能输入一路脉冲，不能满足多路脉冲输出的多功能电能表的检定工作的问题，通过在误差处理器中的单片机与被检电能表的输出端之间增加脉冲自动切换开关，从而实现对被检电能表输入至误差处理器中单片机的脉冲信号进行控制，无需手动切换脉冲接线线路，可以实现对多脉冲输出的电能表进行检定。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种误差处理器，包括：单片机和与上述单片机相连接的脉冲自动切换开关；

上述脉冲自动切换开关接收上述单片机发送的脉冲切换控制信号，根据上述脉冲切换控制信号从被检电能表输出的多路脉冲信号中选择指定的脉冲信号，并将所述指定的脉冲信号传输至所述单片机。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述误差处理器还包括：与上述单片机相连接的图形点阵液晶显示屏，用于显示上述单片机输出的检定参数。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述误差处理器还包括：温度传感器，上述温度传感器分别与上述单片机和接表座电流端子相连接，用于采集上述被检电能表与电能表检定装置连接点的温度信号，并将上述温度信号传输至上述单片机，其中上述接表座电流端子是电能表检定装置与被检电能表的连接部件。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述误差处理器还包括：分别与上述温度传感器和上述单片机相连接的温度采集电路，上述温度采集电路包括：依次连接的电阻电流转换器、电流电压转换器和电压信号放大器；

上述电阻电流转换器与上述温度传感器相连接；

上述电压信号放大器与上述单片机的AD采样电路相连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述温度传感器，包括：PT100热电阻、热敏电阻和/或数字式温度传感器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述单片机的UART0端口通过RS-422接口电路与主控机通讯连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述单片机的UART1端口通过RS-485接口电路与被检电能表通讯连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述单片机与上述脉冲自动切换开关之间设置有保护电路，用于滤除上述指定的脉冲信号中的干扰杂波。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述脉冲自动切换开关包括多通道电子开关电路，或者复杂可编程逻辑器件。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电能表检定装置，包括上述误差处理器、标准电能表、功率源和主控机；

上述主控机分别与上述功率源、上述标准电能表和上述误差处理器通讯连接；

上述误差处理器分别与上述标准电能表和被检电能表相连接。

本实用新型提供的一种误差处理器及电能表检定装置，其中，该误差处理器包括：单片机和与该单片机相连接的脉冲自动切换开关；该脉冲自动切换开关接收上述单片机发送的脉冲切换控制信号，根据上述脉冲切换控制信号从被检电能表输出的多路脉冲信号中选择指定的脉冲信号，并将所述指定的脉冲信号传输至所述单片机。本实用新型实施例通过在误差处理器中的单片机与被检电能表的输出端之间增加脉冲自动切换开关，实现对被检电能表输入至误差处理器中单片机的脉冲信号进行控制，无需手动切换脉冲接线线路，可以实现对多脉冲输出的电能表进行检定。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种误差处理器的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种误差处理器的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种优选的误差处理器的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种电能表检定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到相关技术中的误差处理器只能输入一路脉冲，而多功能电能表又具有多路脉冲输出，在进行多功能电能表检定时，需要根据测试项目不断的人工改变脉冲接线位置，既不方便也不安全，因此，不能满足多路脉冲输出的多功能电能表的检定工作。基于此，本实用新型实施例提供了一种误差处理器及电能表检定装置，下面通过实施例进行描述。

如图1所示的误差处理器的结构示意图，该误差处理器包括：单片机101和与上述单片机101相连接的脉冲自动切换开关102；

上述脉冲自动切换开关102接收上述单片机101发送的脉冲切换控制信号，根据上述脉冲切换控制信号从被检电能表11输出的多路脉冲信号中选择指定的脉冲信号，并将所述指定的脉冲信号传输至所述单片机101。

具体的，本实用新型实施例提供的误差处理器通过增加脉冲自动切换开关102，对输入的多路脉冲信号进行选择，将指定的脉冲信号传输至单片机101，可以实现针对目前社会拥有量较大的多功能电能表以及智能电能表的多路电子脉冲进行自动切换，进而实现多个项目同时测试，如启动/潜动试验、时钟日计时误差测试同时进行，基本误差测试、仪表常数校核同时进行(参考JJG596-2012规程)，因此，多功能电能表的多路电子脉冲输入脉冲自动切换开关102，脉冲自动切换开关102可以自动切换多功能电能表输入的多路电子脉冲，由脉冲自动切换开关102选择需要的脉冲，脉冲自动切换开关102受单片机101输出的脉冲切换控制信号控制，动作准确可靠。一次性接线，测试过程中不再需要人工改变接线位置，安全方便，简化了测试过程，可以同时测试多项检定参数。

其中，上述单片机101可以选用CotexM系列内核的单片机，该单片机101价格适中，系列化产品，生产厂家多，选择范围广，数据处理能力强，性价比高。

另外，上述脉冲自动切换开关102可以选用多通道电子开关电路，也可以选用复杂可编程逻辑器件。具体的，脉冲自动切换开关102可以使用较为简单的多通道电子开关电路来实现，在需要做某个测试项目时，开关自动切换到相应接口。即可实现对输入的多路脉冲信号进行切换，同样，上述脉冲自动切换开关102也可以使用复杂可编程逻辑器件来实现，即多路电子脉冲信号同时输入到复杂可编程逻辑器件的不同的端口，由复杂可编程逻辑器件内部的多路逻辑单元分别处理各种电子脉冲，然后再送到单片机101进行误差计算和数据处理，也能达到相同的效果，不过选用复杂可编程逻辑器件比选用多通道电子开关电路的成本和复杂程度略高。可以根据实际应用情况进行选择。

本实用新型实施例通过在误差处理器中的单片机101与被检电能表11的输出端之间增加脉冲自动切换开关102，实现对被检电能表11输入至误差处理器中单片机101的脉冲信号进行控制，无需手动切换脉冲接线线路，可以实现对多脉冲输出的电能表进行检定。

考虑到相关技术中的误差处理器采用LED数码管作显示器件，只能显示基本误差和简单的数字符号，显示内容极为有限，而现在广泛使用的多功能电能表以及智能电能表检测项目较多，对误差计算器的设置数据也比较多，由于传统误差处理器所用的LED数码管所能显示的内容，显然已不能适应多功能电能表以及智能电能表的检定装置需求，基于此，上述误差处理器还包括：与上述单片机101相连接的图形点阵液晶显示屏，用于显示上述单片机101输出的检定参数。

其中，上述图形点阵液晶显示屏(LCM)，除了可以显示各种基本的误差数据外，还能以中文汉字和图形方式显示正在进行的测试项目和工作状态、功能等多种内容，直观易懂，符合中国人的习惯，操作人员无需特别培训。

考虑到相关技术中的误差处理器不能检测被检电能表11的电流和电压回路状态，对于多表位电能表检定装置而言，当某一只被检电能表11有电流回路和电压回路接触不良的情况出现时，会使接表座和电能表严重发热，如果不能被及时发现，轻则出现电压电流源故障保护，重则损坏电能表检定装置的接表座，甚至直接损坏被检电能表11，造成严重后果，基于此，如图2所示，上述误差处理器还包括：温度传感器103，上述温度传感器103分别与上述单片机101和接表座电流端子相连接，用于采集上述被检电能表11与电能表检定装置连接点的温度信号，并将上述温度信号传输至上述单片机101，其中上述接表座电流端子是电能表检定装置与被检电能表11的连接部件。利用温度传感器103实时采集电能表接表座与被检电能表11的接触点温度，一旦检测到某表位温度超高预设温度时，及时向主控机发出命令，由主控机对该表位作相应处理(旁路被检电能表11)，即利用温度传感器103实时监控电能表检定装置接表座与被检电能表11接触点的温度，可以实时监测是否存在接触不良现象，可有效避免接表座和电能表因接触不良而过热损坏的可能性，大大提高了电能表检定装置整体稳定性与可靠性。

具体的，上述误差处理器还包括：分别与上述温度传感器103和上述单片机101相连接的温度采集电路，上述温度采集电路包括：依次连接的电阻电流转换器、电流电压转换器和电压信号放大器；

上述电阻电流转换器与上述温度传感器103相连接；

上述电压信号放大器与上述单片机101的AD采样电路相连接。

其中，上述温度传感器103可以选用PT100热电阻、热敏电阻和/或其他温度传感器，当接表座温度采样选用PT100热电阻作为温度传感器103，该PT100热电阻的测量温度范围为-50℃～200℃，该PT100热电阻的电阻值与温度成正比例关系，温度越高，电阻值越大，0℃时的电阻值为100Ω，以此作为参考点，温度采集电路中的电阻电流转换器将随温度变化的电阻值转换为随温度变化的电流信号，其中，电阻电流转换器可以是精密电阻和基准电压源，然后，温度采集电路中的电流电压转换器再将电流信号转换为电压信号，其中，电流电压转换器可以是精密电阻和电压跟随器，最后在经温度采集电路中的电压信号放大器将该电压信号进行放大，将放大后的电压信号通过上述单片机101中的A/D采样电路传输至上述单片机101的数据处理电路，得出温度值并在图形点阵液晶显示屏上显示。其中，上述温度传感器103可以直接固定到接表座电流端子，与接表座电流端子一体化安装固定，保证了采样的直接性和准确性。

具体的，考虑到由于PT100热电阻存在非线性，所以对于温度的计算要分段建模，即

温度T＝{T0，T1，T2，T3...Tn}，

电压U＝{U0，U1，U2，U3...Un}，

由此推导出非线性拟合曲线的折线模型之斜率序列为：

$A=\left\{\frac{(U_1-U_0)}{(T_1-T_0)},\frac{(U_2-U_1)}{(T_2-T_1)}\mathrm{...}\frac{(U_n-U_{n-1})}{(T_n-T_{n-1})}\right\}=\left\{A_0,A_1\mathrm{...}{A}_n\right\},---\left(1\right);$

将上述折线模型存储在上述单片机101的存储器中，实际测量就是反过来计算，确定折线分段区间，根据分段区间折线斜率计算得出温度值。所有需要显示的内容由单片机101编码，并连接到图形点阵液晶显示屏LCM，以中文汉字和图形方式显示。

由于RS-422的通讯方式具有线路简单、可以实现双向通讯，抗干扰能力强、通讯速率高、故障率低等优点，主控机联机通讯方式采用RS-422双向总线方式，基于此，上述单片机101的UART0端口通过RS-422接口电路与主控机通讯连接。主控机与误差处理器中的单片机101采用RS-422双向总线的通讯方式，误差数据、电能表通讯数据、误差处理器功能设置、需要显示的数据都是由单片机101UART0通过RS-422接口电路连接到RS-422通讯总线与主控机进行连接，通过采用RS-422的数据通讯方式，提高了通讯速率快，保证了通讯可靠性。

考虑到相关技术中的误差处理器不具备直接和多功能电能表通讯的功能，在对多功能电能表进行通讯试验时，一般采用PC机直接和电能表通讯，但只能同时进行单只电能表通讯试验，表位数量较多的电能表检定装置所需试验时间很长，另外，一种采用串口服务器的技术方案虽然可以同时进行多只电能表试验，但串口服务器成本高、布线复杂，不利于多表位电能表检定装置的生产、安装和调试，基于此，上述单片机101的UART1端口通过RS-485接口电路与被检电能表11通讯连接，UART1通过RS-485接口电路直接和电能表进行数据传输通讯，可以实现与多功能电能表间直接通讯，上述单片机101有两个UART串口，单片机101与主控机间的通讯采用RS-422通讯方式，而单片机101与被检电能表11间的通讯采用RS-485通讯方式，可以直接和被检电能表11同时进行多表位通讯试验，因此可同时进行多个项目的测试，基本测试项目只需要原来四分之三的时间；直接和电能表进行通讯，可以实现多表位并行测试，多只电能表同时测试，多功能测试项目只需要原来测试一只电能表的时间，大大提高了电能表检定装置的工作效率，节省了多功能电能表及智能电能表的检定时间。

进一步的，上述单片机101与上述脉冲自动切换开关102之间设置有保护电路，用于滤除上述指定的脉冲信号中的干扰杂波。经脉冲自动控制开关选择的脉冲信号通过保护电路传输至单片机101的INT0和INT1端口，以使单片机101进行误差计算及数据处理，保护电路的作用一是滤除电能表电子脉冲信号的干扰杂波，使测试误差稳定准确，二是吸收误输入的高压和静电，以保护误差计算器免损坏。

具体的，基本误差数据计算所需的标准电能脉冲由单片机101计数器T0端输入，由T0计数器进行计数得到标准表实测脉冲数，时钟日计时误差计算所需的标准时钟脉冲由单片机101计数器T1端输入，由T1计数器进行计数得到实测标准时钟脉冲数。

电能表基本误差数据按照以下公式进行计算：

公式： $\mathrm{\γ}=\frac{m_0-m}{m}\×100\%,---\left(2\right);$

其中，γ为电能表基本误差(相对误差)，m为标准电能表实测脉冲数，m₀为标准电能表理论脉冲数。

标准电能表理论脉冲数按以下公式进行计算

公式： $m_0=\frac{C_0\×N}{C_L},---\left(3\right);$

其中，C₀为标准电能表电能常数，N为被检电能表11脉冲数，C_L为被检电能表11电能常数。

电能表时钟日计时误差按照以下公式进行计算：

公式： $T_s=\frac{(f\×s)-s_0}{s_0}\×86400,---\left(4\right);$

其中，T_s为电能表时钟日计时误差即绝对误差，f为理论标准时钟频率，s为实测电能表秒脉冲数，s₀为实测标准时钟脉冲数

需要说明的是，上述误差处理器可应用到目前各型号电能表检定装置上，也可以通过设计不同的单片机101程序应用到其它需要测试误差数据的测试仪器中，无论上述误差处理器应用于电能表检定装置中还是应用于其它需要测试误差数据的测试仪器中都在本实用新型的保护范围内。

如图3所示为优选的误差处理器的结构示意图，单片机101的INT0和INT1端口通过保护电路和脉冲自动切换开关102与被检电能表11的多路脉冲输出接口相连接，温度传感器103通过温度采集电路与单片机101相连接，由单片机101的T0端口和T1端口分别输入标准电能脉冲信号和标准时钟脉冲信号，单片机101的UART1端口通过RS-485接口电路与被检电能表11通讯连接，单片机101的UART0端口通过RS-422接口电路与主控机通讯连接。

本实用新型实施例还提供一种电能表检定装置，如图4所示，该电能表检定装置包括上述误差处理器、标准电能表、功率源和主控机；

上述主控机分别与上述功率源、上述标准电能表和上述误差处理器通讯连接；

上述误差处理器分别与上述标准电能表和被检电能表11相连接。

在本实用新型提供的电能表检定装置中，由于采用了上述误差处理器，在误差处理器中的单片机101与被检电能表11的输出端之间增加脉冲自动切换开关102，实现对被检电能表11输入至误差处理器中单片机101的脉冲信号进行控制，无需手动切换脉冲接线线路，可以实现对多脉冲输出的电能表进行检定；进一步的，利用温度传感器103实时监控电能表检定装置接表座与被检电能表11接触点的温度，可以实时监测是否存在接触不良现象，可有效避免接表座和电能表因接触不良而过热损坏的可能性，大大提高了电能表检定装置整体稳定性与可靠性。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种误差处理器，其特征在于，包括：单片机和与所述单片机相连接的脉冲自动切换开关；

所述脉冲自动切换开关接收所述单片机发送的脉冲切换控制信号，根据所述脉冲切换控制信号从被检电能表输出的多路脉冲信号中选择指定的脉冲信号，并将所述指定的脉冲信号传输至所述单片机。

2.根据权利要求1所述的误差处理器，其特征在于，还包括：与所述单片机相连接的图形点阵液晶显示屏，用于显示所述单片机输出的检定参数。

3.根据权利要求1所述的误差处理器，其特征在于，还包括：温度传感器，所述温度传感器分别与所述单片机和接表座电流端子相连接，用于采集所述被检电能表与电能表检定装置连接点的温度信号，并将所述温度信号传输至所述单片机，其中所述接表座电流端子是电能表检定装置与被检电能表的连接部件。

4.根据权利要求3所述的误差处理器，其特征在于，还包括：分别与所述温度传感器和所述单片机相连接的温度采集电路，所述温度采集电路包括：依次连接的电阻电流转换器、电流电压转换器和电压信号放大器；

所述电阻电流转换器与所述温度传感器相连接；

所述电压信号放大器与所述单片机的AD采样电路相连接。

5.根据权利要求3所述的误差处理器，其特征在于，所述温度传感器，包括：PT100热电阻，和/或数字式温度传感器。

6.根据权利要求1所述的误差处理器，其特征在于，所述单片机的UART0端口通过RS-422接口电路与主控机通讯连接。

7.根据权利要求1所述的误差处理器，其特征在于，所述单片机的UART1端口通过RS-485接口电路与被检电能表通讯连接。

8.根据权利要求1所述的误差处理器，其特征在于，所述单片机与所述脉冲自动切换开关之间设置有保护电路，用于滤除所述指定的脉冲信号中的干扰杂波。

9.根据权利要求1所述的误差处理器，其特征在于，所述脉冲自动切换开关包括多通道电子开关电路，或者复杂可编程逻辑器件。

10.一种电能表检定装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的误差处理器、标准电能表、功率源和主控机；

所述主控机分别与所述功率源、所述标准电能表和所述误差处理器通讯连接；

所述误差处理器分别与所述标准电能表和被检电能表相连接。