CN207586412U - 三相表的计量装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了三相表的计量装置和系统，包括：计量采样电路用于将三相的第一电压信号和第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号；温度补偿电路用于在预设条件下，计算各个温度点的补偿值，并将各个温度点的补偿值写入微控制单元的寄存器中；微控制单元用于将脉冲信号进行计数累加，得到等效高频脉冲数；以及获取第一初始值，并将第一初始值进行处理，得到第二初始值，将第二初始值通过脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数；根据等效高频脉冲数和实际高频脉冲数计算脉冲当量，从而可以实现校表，以及实现‑40°到+70°的全温度范围的1级误差要求，小电流1％IB点的误差也达到1级表的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电测量技术领域，尤其是涉及三相表的计量装置和系统。
背景技术
目前，在电表的测量过程中，5％IB点误差达到1级要求，对1％IB点的误差没有要求，并且当温度为-40度到70度时，以及小电流1％IB点的误差都达不到1级表的要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供三相表的计量装置和系统，可以实现校表，以及实现-40°到+70°的全温度范围的1级误差要求，小电流1％IB点的误差也达到1级表的要求。
第一方面，本实用新型实施例提供了三相表的计量三相表的计量装置，所述装置包括：计量采样电路、微控制单元、脉冲输出管理电路和温度补偿电路；
所述计量采样电路、所述脉冲输出管理电路和所述温度补偿电路分别与所述微控制单元相连接；
所述计量采样电路，用于将三相的第一电压信号和第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号；
所述温度补偿电路，用于在预设条件下，计算各个温度点的补偿值，并将各个所述温度点的所述补偿值写入所述微控制单元的寄存器中；
所述微控制单元，用于将所述脉冲信号进行计数累加，得到等效高频脉冲数；以及获取第一初始值，并将所述第一初始值进行处理，得到第二初始值，将所述第二初始值通过所述脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数；根据所述等效高频脉冲数和所述实际高频脉冲数计算脉冲当量。
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，所述计量采样电路包括电压采样电路、电流采样电路和计量芯片，其中，所述电压采样电路和所述电流采样电路分别与所述计量芯片相连接；
所述电压采样电路，用于输出所述第一电压信号；
所述电流采样电路，用于输出所述第二电压信号；
所述计量芯片，用于将所述三相的所述第一电压信号和所述第二电压信号进行叠加处理，得到所述脉冲信号。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括电源管理模块，与所述微控制单元相连接，用于为所述计量装置提供不同电平的电源。
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，还包括人机交互模块，与所述微控制单元相连接，用于显示电量数据。
结合第一方面，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，还包括存储模块，与所述微控制单元相连接，用于对正常用电数据和掉电数据进行存储和管理。
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，还包括通讯模块，与所述微控制单元相连接，用于与上位机进行通讯，并将正常用电数据和掉电数据发送给上位机。
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，所述计量采样电路还包括计量单元，所述计量单元包括计量芯片；
所述计量芯片，用于在小电流为正向的情况下，输出高电平，并补偿所述补偿值。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述计量芯片，还用于在所述小电流为反向的情况下，输出低电平，并补偿负的所述补偿值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述电压采样电路包括依次相连的额定电压UN、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R10；所述电流采样电路包括并联的Ia1和Ia2。
第二方面，本实用新型实施例提供了三相表的计量系统，包括如上所述的三相表的计量装置。
本实用新型实施例提供了三相表的计量装置和系统，包括：计量采样电路用于将三相的第一电压信号和第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号；温度补偿电路用于在预设条件下，计算各个温度点的补偿值，并将各个温度点的补偿值写入微控制单元的寄存器中；微控制单元用于将脉冲信号进行计数累加，得到等效高频脉冲数；以及获取第一初始值，并将第一初始值进行处理，得到第二初始值，将第二初始值通过脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数；根据等效高频脉冲数和实际高频脉冲数计算脉冲当量，从而可以实现校表，以及实现-40°到+70°的全温度范围的1级误差要求，小电流1％IB点的误差也达到1级表的要求。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的三相表的计量方法流程图；
图2为本实用新型实施例二提供的三相表的计量装置示意图；
图3为本实用新型实施例二提供的计量采样电路结构示意图；
图4为本实用新型实施例二提供的电源管理模块结构示意图；
图5为本实用新型实施例二提供的人机交互模块结构示意图；
图6为本实用新型实施例二提供的存储模块结构示意图；
图7为本实用新型实施例二提供的通讯模块结构示意图；
图8为本实用新型实施例三提供的温度补偿电路结构示意图。
图标：
10-计量采样电路；20-微控制单元；30-脉冲输出管理电路；40-温度补偿电路；50-电源管理模块；60-人机交互模块；70-存储模块；80-通讯模块。
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，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
为便于对本实施例进行理解，下面对本实用新型实施例进行详细介绍。
实施例一：
图1为本实用新型实施例提供的三相表的计量方法流程图。
参照图1，该方法包括以下步骤：
步骤S101，获取三相的第一电压信号和第二电压信号；
步骤S102，将所述三相的所述第一电压信号和所述第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号；
步骤S103，在预设条件下，计算各个温度点的补偿值，并将各个温度点的补偿值写入微控制单元的寄存器中；
这里，预设条件下可以包括多种情况，例如，在1％Ib(额定电流)和Un(额定电压)，2％Ib(额定电流)和Un(额定电压)，3％Ib(额定电流)和Un(额定电压)，4％Ib(额定电流)和Un(额定电压)，5％Ib(额定电流)和Un(额定电压)。通过在不同条件下，计算各个温度点的补偿值，都符合1级标准的要求。
步骤S104，将脉冲信号进行计数累加，得到等效高频脉冲数；
步骤S105，获取第一初始值，并将第一初始值进行处理，得到第二初始值；
这里，第一初始值为Ba、Bb和Bc，将第一初始值写到校表台中，读出第二误差值，然后通过第二误差值对第一初始值进行修正，得到第二初始值Ba1、Bb1和Bc1。将第二初始值写到校表台中，即可校准三相的误差。这样，校表台就可以用了，如果直接使用第一初始值，准确率低，为了提高准确率，需要对第一初始值进行修正。
步骤S106，将第二初始值通过脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数；
步骤S107，根据等效高频脉冲数和所述实际高频脉冲数计算脉冲当量。
进一步的，步骤S103包括以下步骤，重复执行以下处理，直至各个温度点均被遍历：
步骤S201，将温度分为多个所述温度点；
这里，将温度分为110个温度点，分别是-40度到70度，每隔1度为一个温度点。针对每个温度点分别执行以下步骤，直接各个温度点均被遍历。
步骤S202，通过仿真器进行多次测量，测出热敏电阻在当前的所述温度点下的多个温度值；
这里，测量的次数可以为10次。
步骤S203，对多个所述温度值求平均，得到平均值；
步骤S204，在预设条件下，获取测试中未写入所述补偿值的第一误差值；
步骤S205，根据第一误差值和所述平均值，得到补偿值。
这里，通过上述步骤，实现在-40°到+70°的全温度范围的1级误差要求，实现在小电流1％IB点，误差符合1级误差要求；要求小电流1％Ib、2％Ib和5％Ib情况下，计量误差都控制在1％以内。
这里，补偿值由公式(1)可知：
Compi＝补偿后希望达到的误差值(0.05*TEMPi*65535)/(E1*255) (1)
其中，Compi为补偿值，TEMPi为平均值，E1为第一误差值。
进一步的，步骤S105包括以下步骤：
步骤S301，将第一初始值写到校表台中，读出第二误差值；
步骤S302，根据第二误差值对第一初始值进行修正，得到第二初始值。
进一步的，步骤S302包括：
根据公式(2)计算第二初始值：
Ba1＝Ba*(1+EA)
Bb1＝Bb*(1+EB) (2)
Bc1＝Bc*(1+EC)
其中，Ba1、Bb1和Bc1均为第二初始值，Ba、Bb和Bc均为第一初始值，EA、EB和EC均为第二误差值。
步骤S107包括：
根据公式(3)计算脉冲当量：
其中，m为脉冲当量，Ca、Cb和Cc为等效高频脉冲数，Ba1、Bb1和Bc1为脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数。
具体地，三相包括A相、B相和C相，当A相数到Ba1个Bb1*Bc1高频脉冲数的时候，实际输出一个脉冲，同时，B相和C相也是累加到Ba1*Bb1*Bc1个脉冲的时候，输出一个脉冲，这样就实现了三相脉冲的累加功能。
进一步的，所述方法还包括：
当小电流为正向时，计量单元中的计量芯片输出高电平，并补偿所述补偿值；
当所述小电流为反向时，所述计量单元中的所述计量芯片输出低电平，并补偿负的所述补偿值。
具体地，计量单元中的计量芯片U2输出一个反向信号指示REVP，REVP连接到U3的INTO脚，补偿的时候，考虑到小电流正向和反向两种情况，需要分别进行补偿。
实施例二：
图2为本实用新型实施例二提供的三相表的计量装置示意图。
参照图2，该装置包括：计量采样电路10、微控制单元20、脉冲输出管理电路30和温度补偿电路40；
计量采样电路10、脉冲输出管理电路30和温度补偿电路40分别与微控制单元20相连接；
计量采样电路10，用于将三相的第一电压信号和第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号；
温度补偿电路40，用于在预设条件下，计算各个温度点的补偿值，并将各个温度点的补偿值写入微控制单元20的寄存器中；
具体地，温度补偿电路40的结构具体可参照图8。
微控制单元20，用于将脉冲信号进行计数累加，得到等效高频脉冲数；以及获取第一初始值，并将第一初始值进行处理，得到第二初始值，将第二初始值通过脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数；根据等效高频脉冲数和所述实际高频脉冲数计算脉冲当量。
这里，微控制单元20有三路外面脉冲管脚，可以接收三路外部的脉冲信号，分别由三个中断来处理三相的脉冲信号。
进一步的，计量采样电路10包括电压采样电路、电流采样电路和计量芯片，其中，电压采样电路和电流采样电路分别与计量芯片相连接；
电压采样电路，用于输出第一电压信号；
电流采样电路，用于输出第二电压信号；
计量芯片，用于将三相的第一电压信号和第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号。
这里，计量采样电路包括三路计量单元，每一路计量单元均包括一路电压采样电路和一路电流采样电路，电压采样电路输出的第一电压信号和电流采样电路输出的第二电压信号到计量芯片的AD口，计量芯片通过输出脉冲的方式同微控制单元交互信息，将脉冲信号发送给微控制单元。
计量采样电路10的结构具体可参照图3，在图3中，UN、R11、R12、R13和R10这一路，是电压采样电路；Ia1和Ia2这一路是电流采样电路，U2是计量芯片，经计量芯片处理后，输出脉冲信号到微控制单元20的中断引脚，PCF3接收微控制单元20的中断引脚，微控制单元20通过计数的方式累计电量。
进一步的，还包括电源管理模块50，与微控制单元20相连接，用于为计量装置提供不同电平的电源。
这里，电源管理模块50的结构具体可参照图4。
进一步的，还包括人机交互模块60，与微控制单元20相连接，用于显示电量数据。
这里，人机交互模块60具体可参照图5，在图5中，人机交互模块60包括背光控制和LCD1。图(a)为反向指示和脉冲指示电路，图(b)为LCD1显示电路图，图(c)为微控制单元结构图，图(d)背光控制电路图。
另外，该装置还包括存储模块70，与微控制单元20相连接，存储模块70用于对正常用电数据和掉电数据进行存储和管理。存储模块70的电路结构具体可参照图6。
该装置还包括通讯模块80，与微控制单元20相连接，通讯模块80用于与上位机进行通讯，将正常用电数据和掉电数据发送给上位机。通讯模块80的电路结构具体可参照图7。
三相表的计量系统，包括如上所述的三相表的计量装置。
本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的三相表的计量方法的步骤。
本实用新型实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的三相表的计量方法的步骤。
本实用新型实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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)
1.一种三相表的计量装置，其特征在于，所述装置包括：计量采样电路、微控制单元、脉冲输出管理电路和温度补偿电路；
所述计量采样电路、所述脉冲输出管理电路和所述温度补偿电路分别与所述微控制单元相连接；
所述计量采样电路，用于将三相的第一电压信号和第二电压信号进行叠加处理，得到脉冲信号；
所述温度补偿电路，用于在预设条件下，计算各个温度点的补偿值，并将各个所述温度点的所述补偿值写入所述微控制单元的寄存器中；
所述微控制单元，用于将所述脉冲信号进行计数累加，得到等效高频脉冲数；以及获取第一初始值，并将所述第一初始值进行处理，得到第二初始值，将所述第二初始值通过所述脉冲输出管理电路输出实际高频脉冲数；根据所述等效高频脉冲数和所述实际高频脉冲数计算脉冲当量。
2.根据权利要求1所述的三相表的计量装置，其特征在于，所述计量采样电路包括电压采样电路、电流采样电路和计量芯片，其中，所述电压采样电路和所述电流采样电路分别与所述计量芯片相连接；
所述电压采样电路，用于输出所述第一电压信号；
所述电流采样电路，用于输出所述第二电压信号；
所述计量芯片，用于将所述三相的所述第一电压信号和所述第二电压信号进行叠加处理，得到所述脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的三相表的计量装置，其特征在于，还包括电源管理模块，与所述微控制单元相连接，用于为所述计量装置提供不同电平的电源。
4.根据权利要求1所述的三相表的计量装置，其特征在于，还包括人机交互模块，与所述微控制单元相连接，用于显示电量数据。
5.根据权利要求1所述的三相表的计量装置，其特征在于，还包括存储模块，与所述微控制单元相连接，用于对正常用电数据和掉电数据进行存储和管理。
6.根据权利要求1所述的三相表的计量装置，其特征在于，还包括通讯模块，与所述微控制单元相连接，用于与上位机进行通讯，并将正常用电数据和掉电数据发送给上位机。
7.根据权利要求1所述的三相表的计量装置，其特征在于，所述计量采样电路还包括计量单元，所述计量单元包括计量芯片；
所述计量芯片，用于在小电流为正向的情况下，输出高电平，并补偿所述补偿值。
8.根据权利要求7所述的三相表的计量装置，其特征在于，所述计量芯片，还用于在所述小电流为反向的情况下，输出低电平，并补偿负的所述补偿值。
9.根据权利要求2所述的三相表的计量装置，其特征在于，所述电压采样电路包括依次相连的额定电压UN、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R10；所述电流采样电路包括并联的Ia1和Ia2。
10.一种三相表的计量系统，其特征在于，包括权利要求1至权利要求9任一项所述的三相表的计量装置。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107748347A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-03-02 | 华立科技股份有限公司 | 三相表的计量方法和装置 |
| CN113138362A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-20 | 深圳市先行电气技术有限公司 | 对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法 |
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- 2017-10-12 CN CN201721311990.6U patent/CN207586412U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN113138362A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-20 | 深圳市先行电气技术有限公司 | 对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |