CN206773175U

CN206773175U - 一种电能表时钟校验装置

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Publication number: CN206773175U
Application number: CN201720536218.8U
Authority: CN
Inventors: 于睿
Original assignee: LONDIAN ELECTRICS CO Ltd
Current assignee: LONDIAN ELECTRICS CO Ltd
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2017-12-19
Anticipated expiration: 2027-05-16

Abstract

本实用新型公开了一种电能表时钟校验装置，该校验装置包括微处理器、调理电路、计数电路、电源电路、按键电路、显示电路及通信电路，所述计数电路、电源电路、按键电路、显示电路、通信电路分别与所述微处理器连接，所述计数电路与所述调理电路连接，所述调理电路的输入端引出用于连接电能表的探头，所述计数电路还与标准频率源装置连接。与传统的电能表时钟校验装置相比，本实用新型的电能表时钟校验装置具有结构简单、使用方便、对校验操作要求低、可与上位机之间进行通讯、实用性强、成本低廉、使用寿命长等突出优点。

Description

一种电能表时钟校验装置

技术领域

本实用新型涉及电子仪表技术领域，更为具体来说，本实用新型涉及一种电能表时钟校验装置。

背景技术

国网单相智能电能表通用技术规范规定：电能表时钟输出频率为1Hz，在+25℃～+60℃温度范围内，时钟准确度≤±1s/d，在参比温度23℃下，时钟准确度≤±0.5s/d，这就对电能表校验装置提出了很高的要求。

目前，时钟校验方式有两种：电能表校验装置集成校验方式和频率计校验方式。对于电能表校验装置集成校验，国网表校验装置集成了适用于国网标准的电能表时钟校验设备，并配备专用的内置2×10^-7高精度恒温晶振时钟基准，用于测试智能电表的时钟脉冲输出准确度，进行日计时误差估算，但是，传统的电能表时钟校验设备结构过于复杂、不能随意移动、不够灵活，且不能作为它用；对于频率计校验方式，虽然其使用灵活，但其对校验操作的要求高，需要使用专用型高精度频率计，投资相对较高，而且不便与上位机通讯以保存测量数据。

因此，如何能够简化电能表时钟校验装置结构、提高电能表时钟校验装置使用灵活性、降低对校验操作的要求、便于电能表时钟校验装置与上位机通讯以保存测量数据，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

实用新型内容

为解决现有电能表时钟校验装置结构复杂、灵活性差、对校验操作的要求高、无法与上位机通讯等等问题，本实用新型提供了一种电能表时钟校验装置，该电能表时钟校验装置结构简单、使用灵活、对校验操作要求低且能够与上位机之间进行通讯。

为实现上述的技术目的，本实用新型提供了一种电能表时钟校验装置，该校验装置包括微处理器、调理电路、计数电路、电源电路、按键电路、显示电路及通信电路，所述计数电路、电源电路、按键电路、显示电路、通信电路分别与所述微处理器连接，所述计数电路与所述调理电路连接，所述调理电路的输入端引出用于连接电能表的探头，所述计数电路还与标准频率源装置连接。

本实用新型涉及了一种单独设计的电能表时钟校验装置，该装置主要通过简单的电路搭接而成，因而具有结构简单、灵活性好的优点；本实用新型采用成熟的芯片进行搭接，因而投入成本较低，且对校验操作的要求低；另外，通过与微处理器相连接的通信电路，本实用新型便于与上位机之间进行通讯；不仅如此，本实用新型还可用于其他仪表的时钟校验。

进一步地，为提高处理速度，所述微处理器包括型号为MSP430FG461XIPZ的单片机，所述单片机具有100个管脚，XIN管脚和XOUT管脚连接晶振CRY2的两端，XT2IN管脚和XT2OUT管脚连接晶振CRY1的两端。

进一步地，为分别对标准时钟信号和待测的时钟信号进行计数，所述计数电路包括第一计数器和第二计数器，所述调理电路串联第一控制电路后连接所述第一计数器，所述标准频率源装置串联第二控制电路后连接所述第二计数器，所述标准频率源装置包括晶振CRY3，所述第一控制电路与单片机之间连接有第一处理电路和第二处理电路。

进一步地，为提高计数质量和响应速度，所述第一计数器和第二计数器的型号均为74LV8154，第一控制电路和第二控制电路的结构均为依次串联的非门电路和与门电路，所述第一控制电路输出端同时与第一计数器的CLKA管脚和CLKB管脚连接，所述第二控制电路输出端同时与第二计数器的CLKA管脚和CLKB管脚连接。

进一步地，所述第一计数器的Y0管脚、Y1管脚、Y2管脚、Y3管脚、Y4管脚、Y5管脚、Y6管脚、Y7管脚、/CCLR管脚、/GAL管脚、/GAU管脚、/GBL管脚、/GBU管脚分别与所述单片机的P9.0/S17管脚、P9.1/S16管脚、P9.2/S15管脚、P9.3/S14管脚、P9.4/S13管脚、P9.5/S12管脚、P9.6/S11管脚、P9.7/S10管脚、P5.0/S1/A13/OA1I1管脚、P6.0/A0/OA010管脚、P6.1/A1/OA0O管脚、P6.2/A2/OA0I1管脚、P6.3/A3/OA1O管脚连接，所述第二计数器的Y0管脚、Y1管脚、Y2管脚、Y3管脚、Y4管脚、Y5管脚、Y6管脚、Y7管脚、/CCLR管脚、/GAL管脚、/GAU管脚、/GBL管脚、/GBU管脚分别与所述单片机的P10.0/S9管脚、P10.1/S8管脚、P10.2/S7管脚、P10.3/S6管脚、P10.4/S5管脚、P10.5/S4管脚、P10.6/S3/A15管脚、P10.7/S2/A14/OA2I1管脚、P5.0/S1/A13/OA1I1管脚、P6.0/A0/OA010管脚、P6.1/A1/OA0O管脚、P6.2/A2/OA0I1管脚、P6.3/A3/OA1O管脚连接；所述第一处理电路与单片机的P2.6/CAOUT管脚连接，所述第二处理电路与单片机的P2.7/ADC12CLK/OMAE0管脚连接。

进一步地，为实现采集的时钟信号与计数电路之间的合理匹配，所述调理电路包括一个放大器，所述放大器的反向输入端连接探头、正相输入端接地，所述放大器的输出端连接第一控制电路。

进一步地，为实现本实用新型的通信功能，所述通信电路包括型号为MAX202E的收发器，所述收发器的R1in管脚连接单片机的P4.1/URXD1管脚，所述收发器的T1out管脚连接单片机的P4.0/UTXD1管脚。

进一步地，所述电源电路包括两个串联的稳压器，且电源电路的输入端电压为12V、输出端电压为3V，电源电路的输出端为单片机供电。

进一步地，所述按键电路包括两个结构相同的按键，两个按键分别与所述单片机的P2.4/UCA0TXD和P2.5/UCA0RXD连接。

进一步地，为实现本实用新型的数据显示功能，所述显示电路包括具有26个管脚的LCD灯，所述LCD灯的26个管脚分别与所述单片机的P5.4/COM3管脚、P5.3/COM2管脚、P5.2/COM1管脚、COM0管脚、P4.2/STE1/S39管脚、P4.3/SIMO1/S38管脚、P4.4/SOMI1/S37管脚、P4.5/UCLK/S36管脚、P4.6/S35/UCA0TXD管脚、P4.7/S34/UCA0RXD管脚、P7.0/S33/UCA0STE管脚、P7.1/S32/UCA0SIMO管脚、P7.2/S31/UCA0SOMI管脚、P7.3/S30/UCA0CLK管脚、P7.4/S29管脚、P7.5/S28管脚、P7.6/S27管脚、P7.7/S26管脚、P8.0/S25管脚、P8.1/S24管脚、P8.2/S23管脚、P8.3/S22管脚、P8.4/S21管脚、P8.5/S20管脚、P8.6/S19管脚、P8.7/S18管脚连接。

本实用新型的有益效果为：与传统的电能表时钟校验装置相比，本实用新型的电能表时钟校验装置具有结构简单、使用方便、对校验操作要求低、可与上位机之间进行通讯、实用性强、成本低廉、使用寿命长等突出优点，另外，本实用新型可用于其他电子仪表的时钟校验。

附图说明

图1为电能表时钟校验装置结构示意图。

图2为微处理器结构示意图。

图3为计数电路结构示意图。

图4为调理电路结构示意图。

图5为通信电路结构示意图。

图6为电源电路结构示意图。

图7为按键电路结构示意图。

图8为显示电路结构示意图。

图中，

1、电源电路；2、按键电路；3、计数电路；4、微处理器；5、调理电路；6、显示电路；7、通信电路。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的结构进行详细的解释和说明。

如图1-8所示，本实用新型公开了一种电能表时钟校验装置，该校验装置包括微处理器4、调理电路5、计数电路3、电源电路1、按键电路2、显示电路6及通信电路7，上述的微处理器4、调理电路5、计数电路3、电源电路1、按键电路2、显示电路6及通信电路7共同组成一个校验仪的主体部分，该校验仪还包括壳体，上述电路或芯片固定或安装于壳体内。具体地，计数电路3、电源电路1、按键电路2、显示电路6、通信电路7分别与微处理器4连接，计数电路3与调理电路5连接，调理电路5的输入端引出用于连接电能表的探头，本实用新型涉及的探头为专用于测量电能表时钟脉冲的有源探头，该探头包括可转接鳄鱼夹的探针、电池仓、BNC接头，电池仓内有电池，探头通过BNC接头与调理电路5插拔式连接，计数电路3还与标准频率源装置连接。基于上述结构，本实用新型的电能表时钟校验装置用于测试电能表时钟脉冲输出准确度，可进行电能表日计时误差估算工作。

如图1-2所示，具体地，微处理器4包括型号为MSP430FG461XIPZ的单片机，该单片机具有100个管脚，通过该单片机开发而成的微处理器4用于协调和控制各个电路和芯片的运行，从而完成对时钟信号的测量和计算，本实用新型的单片机采用外部时钟，具体地，如图2所示，XIN管脚和XOUT管脚连接晶振CRY2的两端，XT2IN管脚和XT2OUT管脚连接晶振CRY1的两端，该单片机还连接有用于调试的电路结构和供电电路结构。

如图1-3所示，计数电路3包括第一计数器U2和第二计数器U4，而调理电路5串联第一控制电路后连接第一计数器，待测时钟信号通过第一控制电路后进入第一计数器U2，标准频率源装置串联第二控制电路后连接第二计数器U4，标准时钟信号通过第二控制电路后进入第二计数器U4，第一计数器U2和第二计数器U4将产生的计数数据和检测信号送入单片机中处理，另外，标准频率源装置主要包括晶振CRY3，晶振CRY3为第二计数器U4提供用于与待检测的频率信号比对的标准频率信号，待检测的频率信号即是待检测的时钟信号，第一控制电路与单片机之间连接有第一处理电路和第二处理电路，第一处理电路包括串联的型号为74ALS74的芯片和型号为74ALS14的非门电路，第二处理电路包括两个串联的型号均为74ALS14的非门电路。

如图1-3所示，更为具体地，上述的第一计数器和第二计数器的型号均为74LV8154，第一控制电路和第二控制电路的结构基本相同，如图3所示，二者结构均为依次串联的型号为74ALS05的非门电路和74ALS08的与门电路，第一控制电路输出端同时与第一计数器的CLKA管脚和CLKB管脚连接，第二控制电路输出端同时与第二计数器的CLKA管脚和CLKB管脚连接，从而实现将待检测时钟信号和标准频率源信号分别送入至第一计数器和第二计数器。

如图1-3所示，更为具体地，第一计数器的Y0管脚、Y1管脚、Y2管脚、Y3管脚、Y4管脚、Y5管脚、Y6管脚、Y7管脚、/CCLR管脚、/GAL管脚、/GAU管脚、/GBL管脚、/GBU管脚分别与单片机的P9.0/S17管脚、P9.1/S16管脚、P9.2/S15管脚、P9.3/S14管脚、P9.4/S13管脚、P9.5/S12管脚、P9.6/S11管脚、P9.7/S10管脚、P5.0/S1/A13/OA1I1管脚、P6.0/A0/OA010管脚、P6.1/A1/OA0O管脚、P6.2/A2/OA0I1管脚、P6.3/A3/OA1O管脚连接，第二计数器的Y0管脚、Y1管脚、Y2管脚、Y3管脚、Y4管脚、Y5管脚、Y6管脚、Y7管脚、/CCLR管脚、/GAL管脚、/GAU管脚、/GBL管脚、/GBU管脚分别与单片机的P10.0/S9管脚、P10.1/S8管脚、P10.2/S7管脚、P10.3/S6管脚、P10.4/S5管脚、P10.5/S4管脚、P10.6/S3/A15管脚、P10.7/S2/A14/OA2I1管脚、P5.0/S1/A13/OA1I1管脚、P6.0/A0/OA010管脚、P6.1/A1/OA0O管脚、P6.2/A2/OA0I1管脚、P6.3/A3/OA1O管脚连接；第一处理电路与单片机的P2.6/CAOUT管脚连接，第二处理电路与单片机的P2.7/ADC12CLK/OMAE0管脚连接；从而实现将第一计数器和第二计数器处理后产生的计数信号送入至单片机中处理的目的。

如图1-4所示，调理电路5包括一个放大器U16，放大器的反向输入端连接探头、且探头和反相输入端之间串联电阻R52和电阻R53，该放大器的正相输入端接地且与地之间串联电阻R55，电阻R53与放大器的反相输入端之间设置有保护二极管D19和D18，放大器的输出端连接第一控制电路，放大器的输出端和反相输入端之间连接有电阻R50和电容C46，且电阻R50和电容C46之间并联。

如图1-5所示，通信电路7包括型号为MAX202E的收发器，收发器的R1in管脚连接单片机的P4.1/URXD1管脚，收发器的T1out管脚连接单片机的P4.0/UTXD1管脚,当然，对于该型号的收发器，也可采用T2out管脚代替T1out管脚以及采用R2in管脚代替R1in管脚，当然，R1in管脚和T1out管脚配套使用，T2out管脚和R2in管脚配套使用。

如图1-6所示，电源电路1包括两个串联的稳压器，而且电源电路1的输入端电压为12V、输出端电压为3V，电源电路1的输出端为单片机供电，上述的电源电路1为二级的降压电路，第一级降压电路将12V电压降低至5V，第二级降压电路将5V的电压降低至3V。

如图1-7所示，按键电路2包括两个结构相同、相互独立设置的按键S2和S3，两个按键分别与单片机的P2.4/UCA0TXD和P2.5/UCA0RXD连接，两个按键的另一端接3V电源，且两个按键分别与单片机之间设有保护电阻R9和R10。

如图1-8所示，显示电路6包括具有26个管脚的LCD灯，LCD灯的26个管脚分别与单片机的P5.4/COM3管脚、P5.3/COM2管脚、P5.2/COM1管脚、COM0管脚、P4.2/STE1/S39管脚、P4.3/SIMO1/S38管脚、P4.4/SOMI1/S37管脚、P4.5/UCLK/S36管脚、P4.6/S35/UCA0TXD管脚、P4.7/S34/UCA0RXD管脚、P7.0/S33/UCA0STE管脚、P7.1/S32/UCA0SIMO管脚、P7.2/S31/UCA0SOMI管脚、P7.3/S30/UCA0CLK管脚、P7.4/S29管脚、P7.5/S28管脚、P7.6/S27管脚、P7.7/S26管脚、P8.0/S25管脚、P8.1/S24管脚、P8.2/S23管脚、P8.3/S22管脚、P8.4/S21管脚、P8.5/S20管脚、P8.6/S19管脚、P8.7/S18管脚连接。

本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电能表时钟校验装置，其特征在于：该校验装置包括微处理器(4)、调理电路(5)、计数电路(3)、电源电路(1)、按键电路(2)、显示电路(6)及通信电路(7)，所述计数电路(3)、电源电路(1)、按键电路(2)、显示电路(6)、通信电路(7)分别与所述微处理器(4)连接，所述计数电路(3)与所述调理电路(5)连接，所述调理电路(5)的输入端引出用于连接电能表的探头，所述计数电路(3)还与标准频率源装置连接。

2.根据权利要求1所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述微处理器(4)包括型号为MSP430FG461XIPZ的单片机，所述单片机具有100个管脚，XIN管脚和XOUT管脚连接晶振CRY2的两端，XT2IN管脚和XT2OUT管脚连接晶振CRY1的两端。

3.根据权利要求1或2所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述计数电路(3)包括第一计数器和第二计数器，所述调理电路(5)串联第一控制电路后连接所述第一计数器，所述标准频率源装置串联第二控制电路后连接所述第二计数器，所述标准频率源装置包括晶振CRY3，所述第一控制电路与单片机之间连接有第一处理电路和第二处理电路。

4.根据权利要求3所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述第一计数器和第二计数器的型号均为74LV8154，第一控制电路和第二控制电路的结构均为依次串联的非门电路和与门电路，所述第一控制电路输出端同时与第一计数器的CLKA管脚和CLKB管脚连接，所述第二控制电路输出端同时与第二计数器的CLKA管脚和CLKB管脚连接。

5.根据权利要求4所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述第一计数器的Y0管脚、Y1管脚、Y2管脚、Y3管脚、Y4管脚、Y5管脚、Y6管脚、Y7管脚、/CCLR管脚、/GAL管脚、/GAU管脚、/GBL管脚、/GBU管脚分别与所述单片机的P9.0/S17管脚、P9.1/S16管脚、P9.2/S15管脚、P9.3/S14管脚、P9.4/S13管脚、P9.5/S12管脚、P9.6/S11管脚、P9.7/S10管脚、P5.0/S1/A13/OA1I1管脚、P6.0/A0/OA010管脚、P6.1/A1/OA0O管脚、P6.2/A2/OA0I1管脚、P6.3/A3/OA1O管脚连接，所述第二计数器的Y0管脚、Y1管脚、Y2管脚、Y3管脚、Y4管脚、Y5管脚、Y6管脚、Y7管脚、/CCLR管脚、/GAL管脚、/GAU管脚、/GBL管脚、/GBU管脚分别与所述单片机的P10.0/S9管脚、P10.1/S8管脚、P10.2/S7管脚、P10.3/S6管脚、P10.4/S5管脚、P10.5/S4管脚、P10.6/S3/A15管脚、P10.7/S2/A14/OA2I1管脚、P5.0/S1/A13/OA1I1管脚、P6.0/A0/OA010管脚、P6.1/A1/OA0O管脚、P6.2/A2/OA0I1管脚、P6.3/A3/OA1O管脚连接；所述第一处理电路与单片机的P2.6/CAOUT管脚连接，所述第二处理电路与单片机的P2.7/ADC12CLK/OMAE0管脚连接。

6.根据权利要求5所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述调理电路(5)包括一个放大器，所述放大器的反向输入端连接探头、正相输入端接地，所述放大器的输出端连接第一控制电路。

7.根据权利要求5所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述通信电路(7)包括型号为MAX202E的收发器，所述收发器的R1in管脚连接单片机的P4.1/URXD1管脚，所述收发器的T1out管脚连接单片机的P4.0/UTXD1管脚。

8.根据权利要求5所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述电源电路(1)包括两个串联的稳压器，且电源电路(1)的输入端电压为12V、输出端电压为3V，电源电路(1)的输出端为单片机供电。

9.根据权利要求5所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述按键电路(2)包括两个结构相同的按键，两个按键分别与所述单片机的P2.4/UCA0TXD和P2.5/UCA0RXD连接。

10.根据权利要求5所述的电能表时钟校验装置，其特征在于：所述显示电路(6)包括具有26个管脚的LCD灯，所述LCD灯的26个管脚分别与所述单片机的P5.4/COM3管脚、P5.3/COM2管脚、P5.2/COM1管脚、COM0管脚、P4.2/STE1/S39管脚、P4.3/SIMO1/S38管脚、P4.4/SOMI1/S37管脚、P4.5/UCLK/S36管脚、P4.6/S35/UCA0TXD管脚、P4.7/S34/UCA0RXD管脚、P7.0/S33/UCA0STE管脚、P7.1/S32/UCA0SIMO管脚、P7.2/S31/UCA0SOMI管脚、P7.3/S30/UCA0CLK管脚、P7.4/S29管脚、P7.5/S28管脚、P7.6/S27管脚、P7.7/S26管脚、P8.0/S25管脚、P8.1/S24管脚、P8.2/S23管脚、P8.3/S22管脚、P8.4/S21管脚、P8.5/S20管脚、P8.6/S19管脚、P8.7/S18管脚连接。