CN204989450U - 一种便携式电能表检定装置及电能表检定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式电能表检定装置及电能表检定系统，其中，该装置包括：程控信号源、误差处理器、电能测量电路和嵌入式工控机；该程控信号源分别与上述嵌入式工控机和上述电能测量电路、被检电能表相连接；上述电能测量电路与上述误差处理器相连接；上述误差处理器分别与上述嵌入式工控机和上述被检电能表信号连接。本实用新型实施例通过嵌入式工控机、程控信号源和电能测量电路间形成大环路反馈，提高了程控信号源输出电信号的精准度及稳定性，提高了装置整体的准确度和可靠性，从而提高了电能表检定装置的测量精度。

Description

一种便携式电能表检定装置及电能表检定系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种便携式电能表检定装置及电能表检定系统。

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，目前各计量检定机构使用较广的大型落地式多表位电能表检定装置功能全面，自动化程度高，电能表检定数量多。但也有其明显的弊端，体积庞大，笨重，电源功率消耗大，结构复杂，不能移动，不方便进行单只或小批量电能表的检定、维修、调试。由于目前的便携型电能表检定装置能够比较方便的移动，可以在不同的场合使用，因此，便携式电能表检定装置逐步广泛的应用。

当前，相关技术中针对电能表的校验目前有两种方式，实负荷与虚负荷。实负荷法检定就是电能表实际指示的电能与负荷实际消耗和电源实际供给的电能一致的方法，实负荷方式主要用于现场校验，如在线校验等，受其原理特性限制，该方式难以对电能表进行全面检测，因此该方式一般只能作为电能表现场核查参考用。虚负荷法是为电能表提供独立的电压源和电流源，模拟电能表的真实运行状态，该方式主要用于实验室电能计量检定设备，虚负荷检定对电能表测试项目完整，检定结果准确、可靠，是国家检定规程和国家标准推荐的检定方式。其中，虚负荷法电能表检定装置的一种类型是便携型台式仪器形式，置于工作台或办公桌上，辅以挂表机构，能较好的实现电能表的校验。

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：便携型电能表检定装置的测量精度普遍较低，不能满足高精度电能表的检定。

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便携式电能表检定装置及电能表检定系统，以解决相关技术中的便携式电能表检定装置的测量精度普遍较低，不能满足高精度电能表检定工作的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种便携式电能表检定装置，包括：程控信号源、误差处理器、电能测量电路和嵌入式工控机；

上述程控信号源分别与上述嵌入式工控机和上述电能测量电路、被检电能表相连接；

上述电能测量电路与上述误差处理器相连接；

上述误差处理器分别与上述嵌入式工控机和上述被检电能表信号连接；

上述嵌入式工控机控制上述程控信号源将产生的电信号传输至上述电能测量电路和被检电能表，上述电能测量电路根据上述电信号生成相应的反馈信号，并将上述反馈信号传输至上述程控信号源，上述程控信号源根据上述反馈信号和预设值自动调整输出的电信号。

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，上述检定装置还包括：与上述误差处理器相连接的标准时钟电路，上述标准时钟电路将标准时钟信号传输至上述误差处理器。

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，上述嵌入式工控机通过RS-232通讯总线分别与上述程控信号源和上述误差处理器相连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：与上述嵌入式工控机相连接的显示屏，用于显示上述嵌入式工控机输出的检定数据。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，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，上述显示屏为以下中的一种或多种：液晶显示屏、LED显示屏、LCD显示屏、触摸显示屏。

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，上述嵌入式工控机设置有外联接口，用于与外界设备连接进行数据传输。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述外联接口包括以下中的一种或多种：自适应以太网接口、USB接口、RS232接口和差分式B码对时接口。

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，上述检定装置还包括：与上述嵌入式工控机相连接的键盘电路，用于向上述嵌入式工控机输入信号指令。

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，上述检定装置还包括：与上述嵌入式工控机相连接的角速度传感器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电能表检定系统，包括上述便携式电能表检定装置和被检电能表；

上述被检电能表的输入端与上述程控信号源相连接，上述被检电能表的输出端与上述误差处理器相连接。

本实用新型提供的一种便携式电能表检定装置及电能表检定系统，其中，该装置包括：程控信号源、误差处理器、电能测量电路和嵌入式工控机；该程控信号源分别与上述嵌入式工控机和上述电能测量电路、被检电能表相连接；上述电能测量电路与上述误差处理器相连接；上述误差处理器分别与上述嵌入式工控机和上述被检电能表信号连接。本实用新型实施例提供的便携式电能表检定装置通过采用嵌入式工控机、程控信号源和电能测量电路间形成大环路反馈的方式，提高了程控信号源输出电信号的精准度及稳定性，提高了装置整体的准确度和可靠性，从而提高了电能表检定装置的测量精度。

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便携式电能表检定装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种便携式电能表检定装置的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的第三种便携式电能表检定装置的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种优选的电能表检定系统的结构示意图。

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便携型电能表检定装置的测量精度普遍较低，不能满足高精度电能表的检定。基于此，本实用新型实施例提供了一种便携式电能表检定装置及电能表检定系统，下面通过实施例进行描述。

如图1所示的便携式电能表检定装置的结构示意图，该检定装置包括：程控信号源102、误差处理器104、电能测量电路103和嵌入式工控机101；

上述程控信号源102分别与上述嵌入式工控机101和上述电能测量电路103、被检电能表11相连接；

上述电能测量电路103与上述误差处理器104相连接；

上述误差处理器104分别与上述嵌入式工控机101和上述被检电能表11信号连接；

上述嵌入式工控机101控制上述程控信号源102将产生的电信号传输至上述电能测量电路103和被检电能表11，上述电能测量电路103根据上述电信号生成相应的反馈信号，并将上述反馈信号传输至上述程控信号源102，上述程控信号源102根据上述反馈信号和预设值自动调整输出的电信号。

具体的，由嵌入式工控机101通过RS-232接口控制上述程控信号源102输出电信号(包括电压信号和电流信号)，并将该电信号分别传输至电压功放和电流功放，该电信号经该电压功放和电流功放进行功率放大后，同时输出至电能测量电路103和被检电能表11，以使被检电能表11开始运转，上述电能测量电路103测量出电压、电流、相位、功率等电参数，输出相应的反馈信号到程控信号源102，程控信号源102将该反馈信号对应的电参数数值与设定值进行比较，以使程控信号源102自动调节输出至电能测量电路103和被检电能表11的电信号，使电压、电流的输出值与设定值一致，达到自动调节输出电信号的目的，其中，设定值就是操作者的输入值，也就是对装置的预置值，装置输出应该与该数值一致，例如：若使装置输出一个准确的220V电压，需将220V这个数值通过按键或触摸屏输入到装置，此时，220V这个数值就是设定值，但装置因为某些自身原因或外在原因，输出电压会高于或低于220V(比如只有218V)，电能测量电路103将测量到的218V反馈给程控信号源102，程控信号源102将这个电压值与设定的220V进行比较，自动调节信号幅度，使输出电压达到准确的220V。

同时，电能测量电路103根据电压电流大小，计算出功率，并根据测量到的功率大小，产生频率与之成比例的标准电能脉冲信号，将该标准电能脉冲传输至误差处理器104，其中，该标准脉冲信号的脉冲频率与功率大小相对应，且被检电能表11也相应的输出被检电能脉冲信号至误差处理器104，误差处理器104对接收到的标准电能脉冲信号和被检电能表11脉冲信号进行对比，从而计算出被检电能表11的基本误差即得出相应的检定数据。上述程控信号源102和误差处理器104将测量数据通过RS-232接口传输至嵌入式工控机101进行显示和存储。

相关技术中的便携式电能表检定装置中的功率源和标准表分开各自独立，表位数量较多，可定制性较强，但体积和重量巨大，无法移动，只能放在实验室等室内使用，限制了装置的应用场景，而本实用新型实施例中的便携式电能表检定装置中的标准表和标准源采用一体化结构，全部放在一台仪器内，体积与模拟示波器相当，重量为20kg左右表位数量较少，1-6表位，移动较为方便，既可以在实验室等室内使用，也可以在室外等作业现场使用，扩展了电能表检定装置的应用场景。

另外，本实用新型实施例提供的便携式电能表检定装置通过采用嵌入式工控机101、程控信号源102和电能测量电路103间形成大环路反馈的方式，电能测量电路103将电压、电流输出参数直接反馈到程控信号源102，程控信号源102将电能测量电路103反馈的电参数与设定值进行对比，实时跟踪输出电参数并自动调整输出，达到了精准、稳定地输出电压、电流的目的，使输出电压、电流、相位等电参数保持在一个稳定、准确的范围内，提高了程控信号源102输出电信号的精准度及稳定性，进而提高了装置整体的准确度和可靠性，从而提高了电能表检定装置的测量精度。

考虑到相关技术中的便携式电能表检定装置环境适应能力差，受温度变化和电源变化的影响大，因而直接影响了测量结果的准确度，基于此，如图2所示，上述检定装置还包括：与上述误差处理器104相连接的标准时钟电路105，上述标准时钟电路105将标准时钟信号传输至上述误差处理器104。

具体的，被检电能表11输出被检时钟信号至误差处理器104，标准时钟电路105输出标准时钟信号至误差处理器104，误差处理器104对上述标准时钟信号与被检时钟信号进行比较，并计算出被检电能表11的时钟日计时误差误差。其中，可以使用恒温晶体振荡器作为标准时钟电路105，增强了装置的温度适应能力，进而保证了检定结果的准确性。

由于本实用新型实施例提供的便携式电能表检定装置的模块组件少，集成度高，适合采用更简洁的点对点通讯方式，因此，采用RS-232的通讯方式更适用，基于此，上述嵌入式工控机101通过RS-232通讯总线分别与上述程控信号源102和上述误差处理器104相连接。

具体的，嵌入式工控机101作为该装置的主控核心，接收来自按键输入和触摸屏输入的各种命令，嵌入式工控机101与程控信号源102和误差处理器104通过RS-232接口进行通讯，发出各种任务执行命令，也接收来自程控信号源102和误差处理器104的各种返回数据，包括被检电能表11的各种测试数据，以及程控信号源102采集到的电压回路、电流回路输出的各种电参量。

其中，误差处理器104与被检电能表11有关通讯的测试的具体过程为：由嵌入式工控机101发出的通讯命令通过误差处理器104转发到被检电能表11，误差处理器104再接收被检电能表11发出的通讯命令，然后回传至嵌入式工控机101，从而测试出被检电能表11有关通讯的项目，其中，该通讯项目包括多功能电能表和智能电能表功能试验(参考JJG596-2012、DL/T645-2007)。

相关技术中的便携式电能表检定装置的功能不够全面，不能完全满足国家检定规程要求的检定项目，也不能满足新型智能电能表的检定需求，而本实用新型实施提供的便携式电能表检定装置通过嵌入式工控机101与误差处理器104实现多功能电能表和智能电能表功能试验，通过标准时钟与误差处理器104实现日计时误差测试。

为了便于使用者实时观察相关检定数据，如图3所示，上述检定装置还包括：与上述嵌入式工控机101相连接的显示屏106，用于显示上述嵌入式工控机101输出的检定数据。

其中，上述显示屏106为以下中的一种或多种：液晶显示屏、LED显示屏、LCD显示屏、触摸显示屏。与相关技术相比，通过利用显示屏106取代了传统的键盘鼠标，人机界面更为友好，操作更简单，操作人员只需要了解装置的使用，不再需要具备PC机的维护技能，大大降低了操作人员的要求。

为了拓展便携式电能表检定装置的使用功能，实现与外接设备的数据传输，上述嵌入式工控机101设置有外联接口，用于与外界设备连接进行数据传输。例如：可以通过上述外联接口连接打印机，从而实现打印检定数据记录报表的功能。

其中，上述外联接口包括以下中的一种或多种：自适应以太网接口、USB接口、RS232接口和差分式B码对时接口。具体的，上述外联接口的具体数量可以根据实际需要配置，因此，可以满足不同使用者的不同需求，从而扩展了上述电能表检定装置的使用功能。

进一步的扩展上述电能表检定装置的检定功能，还包括：与上述嵌入式工控机101相连接的键盘电路，用于向上述嵌入式工控机101输入信号指令。

与相关技术相比，该便携式电能表检定装置中的嵌入式工控机101还配备了多种外部接口，网口、串口、USB接口，可以与网络和PC机进行连接，也可以外接USB设备，例如打印机、USB存储器等，扩展了该电能表检定装置的功能。

本实用新型实施例提供的便携式电能表检定装置还包括：与上述嵌入式工控机101相连接的角速度传感器。用以提高电能表检定装置的动态性能，从而提高了设备反应灵敏度，便于观测实时检定数据。

综上所述，本实用新型实施例提供的便携式电能表检定装置与现有便携型电能表检定装置在功能上相比，加入了通讯测试即多功能电能表和智能电能表功能试验(参考JJG596-2012、DL/T645-2007)，可以满足新型多功能电能表和智能电能表的检定需求，采用国家检定规程推荐的技术方案，取消了标准电能表和功率源分离式结构，采用更简洁的电能测量电路103和程控信号源102以及功放一体化设计，装置体积小、重量轻，便于携带到不同的场合使用，既能满足检定规程的要求，又有更大的使用灵活性，扩展了上述电能表检定装置的应用场景。

另外，本实用新型实施例提供的便携式电能表检定装置通过采用嵌入式工控机101、程控信号源102和电能测量电路103间形成大环路反馈的方式，电能测量电路103将电压、电流输出参数直接反馈到程控信号源102，程控信号源102将电能测量电路103反馈的电参数与设定值进行对比，实时跟踪输出电参数并自动调整输出，达到了精准、稳定地输出电压、电流的目的，使输出电压、电流、相位等电参数保持在一个稳定、准确的范围内，提高了程控信号源102输出电信号的精准度及稳定性，进而提高了装置整体的准确度和可靠性，从而提高了电能表检定装置的测量精度。

本实用新型实施例还提供一种电能表检定系统，包括上述便携式电能表检定装置和被检电能表11；

上述被检电能表11的输入端与上述程控信号源102相连接，上述被检电能表11的输出端与上述误差处理器104相连接。

如图4所示为优选的电能表检定系统，程控信号源102分别与嵌入式工控机101和电能测量电路103相连接，并通过电压功放及电流功放与被检电能表11相连接；电能测量电路103与误差处理器104相连接；误差处理器104分别与标准时钟电路105、嵌入式工控机101和被检电能表11信号连接；其中，嵌入式工控机101通过RS232通讯总线与程控信号源102和误差处理器104连接，嵌入式工控机101还设置有触摸显示屏106、外联接口及键盘电路。

本实用新型实施例提供的电能表检定系统通过嵌入式工控机101、程控信号源102和电能测量电路103间形成大环路反馈，提高了程控信号源102输出电信号的精准度及稳定性，提高了装置整体的准确度和可靠性，从而提高了电能表检定装置的测量精度。

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)

1.一种便携式电能表检定装置，其特征在于，包括：程控信号源、误差处理器、电能测量电路和嵌入式工控机；

所述程控信号源分别与所述嵌入式工控机、所述电能测量电路和被检电能表相连接；

所述电能测量电路与所述误差处理器相连接；

所述误差处理器分别与所述嵌入式工控机和所述被检电能表信号连接；

所述嵌入式工控机控制所述程控信号源将产生的电信号传输至所述电能测量电路和被检电能表，所述电能测量电路根据所述电信号生成相应的反馈信号，并将所述反馈信号传输至所述程控信号源，所述程控信号源根据所述反馈信号和预设值自动调整输出的电信号。

2.根据权利要求1所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，还包括：与所述误差处理器相连接的标准时钟电路，所述标准时钟电路将标准时钟信号传输至所述误差处理器。

3.根据权利要求1所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，所述嵌入式工控机通过RS-232通讯总线分别与所述程控信号源和所述误差处理器相连接。

4.根据权利要求1所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，还包括：与所述嵌入式工控机相连接的显示屏，用于显示所述嵌入式工控机输出的检定数据。

5.根据权利要求4所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，所述显示屏为以下中的一种或多种：液晶显示屏、LED显示屏、LCD显示屏、触摸显示屏。

6.根据权利要求1所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，所述嵌入式工控机设置有外联接口，用于与外界设备连接进行数据传输。

7.根据权利要求6所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，所述外联接口包括以下中的一种或多种：自适应以太网接口、USB接口、RS232接口和差分式B码对时接口。

8.根据权利要求1所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，还包括：与所述嵌入式工控机相连接的键盘电路，用于向所述嵌入式工控机输入信号指令。

9.根据权利要求1所述的便携式电能表检定装置，其特征在于，还包括：与所述嵌入式工控机相连接的角速度传感器。

10.一种电能表检定系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的便携式电能表检定装置和被检电能表；

所述被检电能表的输入端与所述程控信号源相连接，所述被检电能表的输出端与所述误差处理器相连接。