CN212060551U - 一种单相电能表现场检验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单相电能表现场检验仪。该单相电能表现场检验仪包括主控模块、电能计量模块、电压采样模块、电流采样模块、输入控制模块、人机交互模块和电源模块。所述主控模块是型号为ADSP‑21483的MCU主控模块，所述电能计量模块型号为V9240，所述电压采样模块为精密电阻分压传感器。本实用新型能消除高次谐波造成的危害，测量结果不受电网波动的影响，动态特性好，设计新颖、结构简单、体积小、重量轻，功能全、使用方便，适用于单相电能表现场检验。

Description

一种单相电能表现场检验仪

技术领域

本实用新型涉及仪表检验测试仪器领域，特别涉及一种单相电能表现场检验仪。

背景技术

作为电能计量的专用仪表电能表，在电能管理仪器仪表中占有很大比例，它是电能计量管理和用电管理的终端，电能表的计量准确与否直接关系到供电公司和用电用户的经济利益。供电公司在电力生产和传输中的巨大投资，最终结果是通过一个低成本的电能表对用户计收电费，一块有问题的电能表可能导致供电公司严重的经济损失。因此非常有必要发明一种能方便、快速的测出现场电能表的电压、电流、功率、电能和电能误差等参数的电能表现场校验仪，同时能及时判断用户电能表的准确性及其用电状况，为供电部门快速处理用户电能表问题，解决用电纠纷提供极为有效的手段。而现有的电能表现场校验仪虽然能测出现场用户电能表的电压、电流、功率、电能和电能误差等参数，但是现有的电能表现场检验仪不携带电源，使用时需要从现场被测电网取电，容易干扰测量准确度，而且现有的检验仪也不能消除高次谐波造成的危害，测量结果受电网波动的影响，动态特性差。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种单相电能表现场检验仪。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种单相电能表现场检验仪，包括主控模块,所述主控模块的输入端分别与电能计量模块、输入控制模块、电源模块和人机交互模块的输出端电路连接；所述主控模块的输出端与人机交互模块的输入端电路连接；所述电能计量模块的输入端分别与电流采样模块、电压采样模块的输出端电路连接，所述电压采样模块为精密电阻分压传感器，所述精密电阻分压传感器的采样电阻为低温漂精密电阻，在采样电阻R的两侧并联一个放电管；所述放电管的放电电压小于等于采样电阻低压侧允许的最大电压。

进一步地，所述主控模块为MCU主控模块。

进一步地，所述主控模的输入端包括与输入控制模块的输出端电路连接的P1.2管脚、分别与电源模块输出端的SCL管脚和SDA管脚电路连接的P7.4和P7.5管脚、与所述电能计量模块的V6管脚连接的P3.0管脚，所述P3.0管脚与V6管脚中的RX/TX电路连接；所述电能计量模块的输入端包括与电压采样模块的输出端电路连接的V2管脚和与电流采样模块的输出端电路连接的V4管脚。

进一步地，输入控制模块包括光电采样器和脉冲输入接口。

进一步地，电流采样模块为钳式电流互感器。

进一步地，所述人机交互模块包括人机交互界面；所述人机交互界面显示在LCD显示屏上，包括测量界面、存储界面和设置界面；所述设置界面包括0-9数字键、4个方向键、回车/确认键、退出键、背光键、对比度键。

本实用新型具有以下优点：

1.电能计量模块精度高、误差小，不仅能消除高次谐波，提高功率因数，而且不受电网波动的影响，具有卓越的动态特性，非常适合现场测量；

2.主控模块的实时测量的电能参数的准确度达到0.05级提高了测量精度；

3.所用的电源模块为单相电能表现场检验仪提供电能，在现场检测用户电能表时不需要从被电能表上取电，故并不干扰本实用新型所校验被检测用户电能表电能的准确度。

4. 电压采样模块所采用的精密电阻分压传感器不存在铁磁谐振，测量频带宽、动态特性好、线性范围大、绝缘结构简单、体积小、成本低。

5. 设计新颖、结构简单、体积小、重量轻，功能全、使用方便，可使用该仪器在不断电、不拆表的情况下，以在线方式简便快捷地检测单相电能表的误差和其它状态参数。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为电压采样模块采样电阻电路连接示意图。

图中，1-主控模块,2-电能计量模块,3-电压采样模块,4-电流采样模块，5-输入控制模块，6-电源模块，7-人机交互模块，U₀-输入电压，U₁-输出电压，R-采样电阻，S-放电管。

具体实施方式

附图1和附图2为本实用新型的一种具体实施例。该实施例提供了一种单相电能表现场检验仪。该单相电能表现场检验仪整体尺寸为190×105×50mm，包括主控模块1,电能计量模块2,电压采样模块3,电流采样模块4，输入控制模块5，电源模块6，人机交互模块7。

所述主控模块1是型号为ADSP-21483的MCU主控模块，实时测量的电能参数的准确度达到0.05级，用于对标准瞬时直流电能脉冲信号和被检测瞬时直流电能脉冲信号进行对比和计算，得出一个百分数形式的瞬时电能误差值，并将此误差值和采集的瞬时交流电压信号和瞬时交流电流信号通过发送至人机交互模块7的人机交互界面进行显示。所述主控模块1的输入端包括P1.2、P3.0、P7.4和P7.5管脚。所述P1.2管脚与输入控制模块5的输出端电路连接，所述P3.0管脚与电能计量模块2输出端的V6管脚的RX/TX电路连接，所述P7.4和P7.5管脚分别于电源模块输出端的SCL管脚和SDA管脚电路连接。所述主控模块1还包括与人机交互模块7的输出端和输入端分别电路连接的输入端和输出端。

所述电能计量模块2型号为V9240，包括输入端的V2、V4管脚和输出端的V6管脚，用于将传输信号处理成数字信号的形式，然后进行运算得出标准瞬时直流电能脉冲信号，发送至MCU主控模块。所述V2管脚与电压采样模块3输出端电路连接，所述V4管脚与电流采样模块4输出端电路连接。

所述电能计量模块2的计量精度满足GB/T 17215.321-2008/IEC 62053-21:2003、GB/T17215.322-2008/IEC62053-22:2003和GB/T 17215.323-2008/IEC 62053-23:2003的要求，同时该模块支持一路电流同时进行有功与无功电能计量，在5000:1动态范围内，有功、无功计量误差小于0.1%，采用该芯片不仅能消除高次谐波，提高功率因数，而且不受电网波动的影响。

所述电压采样模块3为精密电阻分压传感器，用于测量用户电能表的交流电压，将被测电压转换为电能计量模块要求的小电压信号。如附图2所示，所述精密电阻分压传感器的采样电阻R选择低温漂精密电阻;在采样电阻R的两侧并联一个放电管S，放电电压设置为小于等于采样电阻R低压侧允许的最大电压，防止出现的过电压对后续ADC电路的影响。所述采样电阻R的温度系数小于等于25PPM/℃。与传统电压传感器相比，电阻分压传感器不存在铁磁谐振，测量频带宽、动态特性好、线性范围大、绝缘结构简单、体积小、成本低。

所述电流采样模块4采用钳式电流互感器。所述钳式电流互感器是量程为100A的电流钳，其量程也可根据需要选用。

所述输入控制模块5包括光电采样器和脉冲输入接口，所述光电采样器可接受红外、可见光。

所述电源模块6为单相电能表现场检验仪提供电能，无需电池，直接由输入电压供电，85V～265V超宽工作范围。

所述人机交互模块7包括人机交互界面。所述人机交互界面包括测量界面、数据存储界面和设置界面组成。所述人机交互界面在大屏幕高亮度图形LCD显示屏上，可同时显示电压、电流、功率，功率因数、频率或同时显示相量图、相位夹角等数据。所述测量界面中显示本实用新型测得的用户电能表的瞬时电压和电流，以及显示用户电能表的电能误差结果；所述存储界面用于查看存储的数据进行查看，包括对存储的数据进行排序、查看存储文件的备注、查看存储的文件内容。所述设置界面包括0-9数字键、4个方向键、回车/确认键、退出键、背光键、对比度键，用于设置本装置的基本参数、需要测量的基本参数、测量模式和保存模式。

本实用新型包括自动和手动两种方式现场检验单相电能表的准确度，可通过人机交互模块7进行切换。本实用新型可自动保存关机前的所有参数设置，并能够存储230组现场检验数据，仪器断电后数据保存时间大于10年，使用方便；而且有内部实时钟，可记录校验时间；自带虚负载，可在用户不用电的情况下，对电能表进行检定；还能实现电压和电流全自动量程切换，其电压测量范围为85V～265V、电流测量范围为0.5A～100A。本实用新型还可将内部存储的数据上传到电能计量管理系统，做进一步的处理和分析。

本实用新型的工作原理如下：所述电压采样模块3和电流采样模块4采集用户电能表的瞬时交流电压信号和瞬时交流电流信号，该信号传输至电能计量模块2；所述电能计量模2块将传输信号处理成数字信号的形式，然后进行运算得出标准瞬时直流电能脉冲信号，发送至MCU主控模块1。所述输入控制模块5连接用户电能表，将用户电能表的电能脉冲信号通过输入控制模块5的滤波整形和电气隔离的处理后，输出被检测瞬时直流电能脉冲信号，并发送至MCU主控模块1。所述MCU主控模块1对标准瞬时直流电能脉冲信号和被检测瞬时直流电能脉冲信号进行对比和计算，得出一个百分数形式的瞬时电能误差值，并将此误差值和采集的瞬时交流电压信号和瞬时交流电流信号发送至人机交互模块7的人机交互界面进行显示。

本实用新型不仅具有显示用户电能表误差的功能，同时人机交互模块可以对单相电能表现场检验仪进行设置，保存与查看历史测量记录。

由上述工作过程中涉及到的电能计量模块2和MCU主控模块1的功能可知，电能计量模块2、MCU主控模块1均通过简单的控制软件即可实现相应的功能，故为本领域技术人员容易实现的。

其余结构根据本实用新型的上述描述，结合附图对本实用新型的其他构成及其操作对于本领域技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。尽管已经示出了本实用新型的实施例，但是本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求极其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单相电能表现场检验仪，包括主控模块（1）,所述主控模块（1）的输入端分别与电能计量模块（2）、输入控制模块（5）、电源模块（6）和人机交互模块（7）的输出端电路连接；所述主控模块（1）的输出端与人机交互模块（7）的输入端电路连接；所述电能计量模块（2）的输入端分别与电流采样模块（4）、电压采样模块（3）的输出端电路连接，其特征在于：所述电压采样模块（3）为精密电阻分压传感器，所述精密电阻分压传感器的采样电阻（R）为低温漂精密电阻，在采样电阻（R）的两侧并联一个放电管（S）；所述放电管（S）的放电电压小于等于采样电阻（R）低压侧允许的最大电压。

2.根据权利要求1所述的单相电能表现场检验仪，其特征在于：所述主控模块（1）为MCU主控模块。

3.根据权利要求1所述的单相电能表现场检验仪，其特征在于：所述主控模块（1）的输入端包括与输入控制模块（5）的输出端电路连接的P1.2管脚、分别与电源模块（6）输出端的SCL管脚和SDA管脚电路连接的P7.4和P7.5管脚、与所述电能计量模块（2）的V6管脚连接的P3.0管脚，所述P3.0管脚与V6管脚中的RX/TX电路连接；所述电能计量模块（2）的输入端包括与电压采样模块（3）的输出端电路连接的V2管脚和与电流采样模块（4）的输出端电路连接的V4管脚。

4.根据权利要求1所述的单相电能表现场检验仪，其特征在于：输入控制模块（5）包括光电采样器和脉冲输入接口。

5.根据权利要求1所述的单相电能表现场检验仪，其特征在于：电流采样模块（4）为钳式电流互感器。

6.根据权利要求1所述的单相电能表现场检验仪，其特征在于：所述人机交互模块（7）包括人机交互界面；所述人机交互界面显示在LCD显示屏上，包括测量界面、存储界面和设置界面；所述设置界面包括0-9数字键、4个方向键、回车/确认键、退出键、背光键、对比度键。

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