基于标准电阻法调整高稳功率源的直流检定装置的制作方法

本发明属于直流检定设备，具体地说是一种基于标准电阻法调整高稳功率源的直流检定装置。

背景技术：

由于电动汽车发展较快，现场充电桩不断涌现，直流充电计费的准确性问题日益突出，充电桩里的直流表的准确性无法得到有效的检定。目前国内没有有效的溯源方式，来传递直流计量的准确性和稳定性。一些公司生产的高稳直流源，但是高稳直流源无法每次都输出精度0.01级的直流，重复性是0.05级，离0.01级的装置要求有较大差距。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于标准电阻法调整高稳功率源的直流检定装置，其使用标准电阻的反馈方式来解决高稳直流源每次上电后重复性不一致的问题，以保证电流源的精度和稳定度，达到0.01级。

为此，本发明采用如下的技术方案：基于标准电阻法调整高稳功率源的直流检定装置，其包括电脑、操作台、控制箱、电压源和电流源设备集合，电脑与操作台、控制箱及电压源之间采用ieee488总线方式通信，所述的电流源设备集合为多个不同电流档位的高精度电流源的集合，电脑中装有反馈补偿系统；控制箱用于电流源设备集合中各个高精度电流源继电器的切断，只使一个高精度电流源输出；

所述高精度电流源的输出回路中接待测仪表负载r、标准电阻r1、标准电阻r2、纳伏表v1和开关s1，标准电阻r1、标准电阻r2和纳伏表v1三者并联后与待测仪表负载r和开关s1串联，高精度电流源通过反馈补偿系统进行反馈调整，使电流源的精度达到0.01级；

根据电流源输出电流设定值的大小，反馈补偿系统切换开关s1选择接通标准电阻r1或者r2，读取纳伏表v1采集到的标准电阻两端电压，计算出电流源输出的实际电流值，然后根据设定值和实际值比较计算电流输出的相对误差，如果相对误差超过设定的阈值，反馈补偿系统通过补偿算法得出一个新的电流设定值，电流源将按照新的电流设定值输出。

当某台电流源设备在进行电流输出过程中，电流实际输出有可能会慢慢偏移掉原来的设定值，导致电流输出误差偏大。例如，设置电流源输出80a，在输出5分钟左右后，发现其实际输出值为80.008a，那么电流的输出相对误差已经达到了0.01％。为了解决这个问题，本发明在电流源的输出回路中增加反馈补偿系统。

进一步地，反馈补偿系统的具体流程如下：某台电流源按设定电流值输出电流，电流输出稳定后，启动反馈补偿系统运行，反馈补偿系统根据设定的电流输出值，选择对应的标准电阻并控制其串联接入电流输出回路中，反馈补偿系统采集纳伏表测量出的标准电阻两端电压，然后根据标准电阻阻值计算出电流源的实际输出电流，再根据实际输出电流和设定输出电流计算出电流输出相对误差，反馈补偿系统判断相对误差是否超过设定的阈值，如果超出设定的阈值，反馈补偿系统将根据补偿算法计算出调整后的电流值，然后以调整后的电流值重新设置电流源的输出电流；如果没有超过设定的阈值，则反馈补偿系统将循环采集纳伏表电压，计算相对误差；在反馈补偿系统运行期间，如果遇到停止输出动作，反馈补偿系统将退出循环结束运行。

进一步地，补偿算法采用如下公式，

式中，

ic：当前电流源经反馈补偿系统调整后的设置输出值；

ia：经过纳伏表采样后计算出的电流源实际输出值；

i0：初始电流源的设置输出值；

il：上一次反馈补偿系统设置的电流源的输出值。

进一步地，所述的操作台用于提供直接式直流电能表、间接式直流电能表及分流器的接线。

进一步地，所述的电流源设备集合包括提供0-2a电流且精度0.01级的第一电流源、提供2-5a电流且精度0.05级的第二电流源、提供5-20a电流且精度0.05级的第三电流源、提供20-80a电流且精度0.05级的第四电流源和提供80-300a电流且精度0.05级的第五电流源。

进一步地，所述的电压源为提供-1000v至1000v电压且精度0.01级的电压源。

进一步地，所述的操作台提供多种测试方法的接线，操作台的接口包括电压输出、直接式电流输出、间接式电流输出、充电桩输入接口、充电桩输出接口、辅助电源24vdc、辅助电源220vac、高频脉冲输出口、高频脉冲输入口、低频脉冲输入口、互感器接口、rs485接口、ieee488接口。

进一步地，电脑中还装有电流源切换调度系统，在输出设定的电流前，电流源切换调度系统将设定输出的电流值在多个电流源中依次比较，查看当前电流输出设定值位于哪一个电流源的电流输出范围内，在所述多个不同电流档位的电流源中进行切换，找到对应电流源后，通过控制箱使当前电流源输出设定的电流。

进一步地，电流源切换调度的具体流程如下：

首先，获取待输出的电流值和电流源设备集合，循环电流源设备集合，依次查找当前待输出的电流值位于哪一个电流源设备输出区间，并获取到对应的电流源设备id，然后判断本次电流输出采用的电流设备id与上次电流输出采用的电流设备id是否相等，如相等，则当前电流源设备输出设定的电流值；如不相等，则先断开所有电流源的输出电流继电器，再闭合当前电流源设备的电流继电器，然后当前电流源设备输出设定的电流值。

本发明具有的有益效果如下：本发明配合反馈补偿系统，有效地扩大了高稳电流源的精度，从0.05级上升到0.01级，提高了两个等级，校准能力进一步有效的提升，可以检定和校准0.02级以及以下的标准表。本发明配合电流源切换调度系统，有效地扩大了直流校准范围(0-300a)，可有效的解决直流充电桩的计费准确的问题，有效的弥补了直流计量溯源和传递的空白。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明反馈补偿原理图；

图3为本发明反馈补偿系统的流程图；

图4为本发明电流源切换调度的流程图；

图5为本发明操作台的接口示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图来对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

如图1所示的基于标准电阻法调整高稳功率源的直流检定装置，其包括电脑、操作台、控制箱、电压源、电流源设备集合，电脑与操作台、控制箱及电压源之间采用ieee488总线方式通信，所述的电流源设备集合为多个不同电流档位的高精度电流源的集合，电脑中装有反馈补偿系统和电流源切换调度系统，控制箱用于电流源设备集合中各个高精度电流源继电器的切断，只使一个高精度电流源输出。

如图2所示，所述高精度电流源的输出回路中接待测仪表负载r、标准电阻r1、标准电阻r2、纳伏表v1和开关s1，标准电阻r1、标准电阻r2和纳伏表v1三者并联后与待测仪表负载r和开关s1串联，高精度电流源通过反馈补偿系统进行反馈调整，使电流源的精度达到0.01级；标准电阻的阻值选用100mω、10mω、1mω、0.1mω。

根据电流源输出电流设定值的大小，反馈补偿系统切换开关s1选择接通标准电阻r1或者r2，读取纳伏表v1采集到的标准电阻两端电压，计算出电流源输出的实际电流值，然后根据设定值和实际值比较计算电流输出的相对误差，如果相对误差超过设定的阈值，反馈补偿系统通过补偿算法得出一个新的电流设定值，电流源将按照新的电流设定值输出。

如图3所示，反馈补偿系统的具体流程如下：某台电流源按设定电流值输出电流，电流输出稳定后，启动反馈补偿系统运行，反馈补偿系统根据设定的电流输出值，选择对应的标准电阻并控制其串联接入电流输出回路中，反馈补偿系统采集纳伏表测量出的标准电阻两端电压，然后根据标准电阻阻值计算出电流源的实际输出电流，再根据实际输出电流和设定输出电流计算出电流输出相对误差，反馈补偿系统判断相对误差是否超过设定的阈值，如果超出设定的阈值，反馈补偿系统将根据补偿算法计算出调整后的电流值，然后以调整后的电流值重新设置电流源的输出电流；如果没有超过设定的阈值，则反馈补偿系统将循环采集纳伏表电压，计算相对误差；在反馈补偿系统运行期间，如果遇到停止输出动作，反馈补偿系统将退出循环结束运行。

补偿算法采用如下公式，

式中，

ic：当前电流源经反馈补偿系统调整后的设置输出值；

ia：经过纳伏表采样后计算出的电流源实际输出值；

i0：初始电流源的设置输出值；

il：上一次反馈补偿系统设置的电流源的输出值。

反馈补偿系统在首次调整时补偿算法公式中的il等于i0。

在输出设定的电流前，电流源切换调度系统将设定输出的电流值在多个电流源中依次比较，查看当前电流输出设定值位于哪一个电流源的电流输出范围内，在所述多个不同电流档位的电流源中进行切换，找到对应电流源后，通过控制箱使当前电流源输出设定的电流。

所述的电流源设备集合包括提供0-2a电流且精度0.01级的第一电流源、提供2-5a电流且精度0.05级的第二电流源、提供5-20a电流且精度0.05级的第三电流源、提供20-80a电流且精度0.05级的第四电流源和提供80-300a电流且精度0.05级的第五电流源。所述的电压源为提供-1000v至1000v电压且精度0.01级的电压源。

所述的操作台用于提供直接式直流电能表、间接式直流电能表及分流器的接线，操作台的接口包括电压输出、直接式电流输出、间接式电流输出、充电桩输入接口、充电桩输出接口、辅助电源24vdc、辅助电源220vac、高频脉冲输出口、高频脉冲输入口、低频脉冲输入口、互感器接口、rs485接口、ieee488接口，见图5。

如图4所示，电流源切换调度的流程如下：

首先，获取待输出的电流值和电流源设备集合，循环电流源设备集合，依次查找当前待输出的电流值位于哪一个电流源设备输出区间，并获取到对应的电流源设备id，然后判断本次电流输出采用的电流设备id与上次电流输出采用的电流设备id是否相等，如相等，则当前电流源设备输出设定的电流值；如不相等，则先断开所有电流源的输出电流继电器，再闭合当前电流源设备的电流继电器，然后当前电流源设备输出设定的电流值。