一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表的制作方法

本发明涉及电能表技术领域，具体为一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表。

背景技术：

标准功率电能表是一种电能计量用标准仪表，大多作为标准器应用于电能表检定装置，也可单独用于实验室，准确度等级可分为0.05％、0.02％、0.01％等，可以测量交流电压、电流信号的电压、电流、频率、相位、功率等电参量，并能够发出与功率相对应的电能脉冲信号。

作为一种标准计量仪器，目前的单相标准功率电能表是在出厂前进行校准，并经相关技术监督部门计量检定后方可以装置使用，在使用过程中还需要定期进行检定，以确保计量准确度在国家相关标准要求范围内。

但在使用过程中，由于多种原因，可造成单相标准功率电能表的计量准确度差，这就会给检定结果造成误判误检，特别对于省级计量中心的电能表检定流水线等大批量检定作业的检定装置来说，标准表的准确度稳定性尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表，以避免由于单相标准功率电能表的计量准确度差导致的检测结果误判误检问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表，包括电流输入端、电压输入端、电流互感器、分压电路、第一运算放大器、第二运算放大器、第一a/d转换器、第二a/d转换器和中央处理器；

所述电流输入端串联连接在所述电流互感器的一次侧，所述电流互感器的二次侧连接所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一a/d转换器的输入端，所述第一a/d转换器的输出端连接所述中央处理器；

所述电压输入端并联在所述分压电路的两端，所述分压电路的分压电阻的两端并联在所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二a/d转换器的输入端，所述第二a/d转换器的输出端连接所述中央处理器；

所述单相标准功率电能表还包括标准电流校准信号源和标准电压校准信号源；

所述电流输入端还可切换串联连接至所述标准电流校准信号源的输入端，所述标准电流校准信号源的输出端连接所述中央处理器；

所述电压输入端还可切换并联连接至所述标准电压校准信号源的输入端，所述标准电压校准信号源的输出端连接所述中央处理器；

所述中央处理器用于根据所述第一a/d转换器的输出值计算电流检测值、根据所述第二a/d转换器的输出值计算电压检测值、根据所述标准电流校准信号源的输出值计算电流标准值、根据所述标准电压校准信号源的输出值计算电压标准值，并计算所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差，所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差。

可选的，所述中央处理器为dsp处理器。

可选的，所述标准电流校准信号源的幅值为一固定值。

可选的，所述标准电压校准信号源的幅值为一固定值。

可选的，所述标准电流校准信号源的电流和标准电压校准信号源的电压均为交流信号、且频率相同、电流电压之间的相位值固定夹角为60°。

可选的，单相标准功率电能表还包括第一切换电路，所述电流输入端、电流互感器的一次侧和标准电流校准信号源的输入端分别电连接所述第一切换电路；

所述第一切换电路用于切换所述电流输入端串联在所述电流互感器的一次侧或串联在所述标准电流校准信号源的输入端。

可选的，单相标准功率电能表还包括第二切换电路，所述电压输入端、分压电路和标准电压校准信号源的输入端分别电连接所述第二切换电路；

所述第二切换电路用于切换所述电压输入端并联在所述分压电路的两端或并联在所述标准电压校准信号源的输入端。

可选的，单相标准功率电能表还包括报警器，所述报警器连接于所述中央处理器；

当所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差超过电流允许最大误差值时和/或所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差超过电压允许最大误差值时，所述报警器输出报警信息。

可选的，当所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差超过电流允许最大误差值时，将该电流误差作为所述电流检测值的电流修正值；当所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差超过电压允许最大误差值时，将该电压误差作为所述电压检测值的电压修正值。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本实施例提供的一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表，通过电流互感器、第一运算放大器、第一a/d转换器和中央处理器测量电流检测值，通过分压电路、第二运算放大器、第二a/d转换器和中央处理器测量电压检测值，通过切换分别使用标准电流校准信号源测量电流标准值和标准电压校准信号源测量电压标准值；最后通过中央处理器计算所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差，所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差。当电流误差和/或电压误差的数值超出范围时，表示该单相标准功率电能表的检测准确度超差，以此可避免现有技术中由于单相标准功率电能表的计量准确度差导致的检测结果误判误检问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表的电路结构图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表，包括电流输入端、电压输入端、电流互感器、分压电路、第一运算放大器、第二运算放大器、第一a/d转换器、第二a/d转换器、中央处理器、标准电流校准信号源和标准电压校准信号源。

具体的，电流输入处即为电流输入端，电压输入处即为电压输入端，电流互感器包括一次侧和二次侧，分压电路由多个电阻串联组成，其中一个电阻作为分压电阻，用于电压采样。进一步的，与电流互感器连接的运算放大器为第一运算放大器，与第一运算放大器连接的a/d为第一a/d转换器。与分压电路连接的运算放大器为第二运算放大器，与第二运算放大器连接的a/d为第二a/d转换器。作为一种可选择的方案，中央处理器采用dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)cpu，用于计算数据。

其中，所述电流输入端串联连接在所述电流互感器的一次侧，所述电流互感器的二次侧连接所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一a/d转换器的输入端，所述第一a/d转换器的输出端连接所述中央处理器；所述电流输入端还可切换串联连接至所述标准电流校准信号源的输入端，所述标准电流校准信号源的输出端连接所述中央处理器；以上构成电流测量回路。

所述电压输入端并联在所述分压电路的两端，所述分压电路的分压电阻的两端并联在所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二a/d转换器的输入端，所述第二a/d转换器的输出端连接所述中央处理器；所述电压输入端还可切换并联连接至所述标准电压校准信号源的输入端，所述标准电压校准信号源的输出端连接所述中央处理器；以上构成电压测量回路。

所述中央处理器用于根据所述第一a/d转换器的输出值计算电流检测值、根据所述第二a/d转换器的输出值计算电压检测值、根据所述标准电流校准信号源的输出值计算电流标准值、根据所述标准电压校准信号源的输出值计算电压标准值；并计算所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差，所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差。

其中，根据测量得到的电流检测值和电压检测值，还可以计算得到功率值。需要说明的是，中央处理器还能发出与功率成比例的电能脉冲信号，用于误差计算。

因此，本实施例提供的一种带自校准诊断功能的单相标准功率电能表，通过电流互感器、第一运算放大器、第一a/d转换器和中央处理器测量电流检测值，通过分压电路、第二运算放大器、第二a/d转换器和中央处理器测量电压检测值，通过切换分别使用标准电流校准信号源测量电流标准值和标准电压校准信号源测量电压标准值；最后通过中央处理器计算所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差，所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差。当电流误差和/或电压误差的数值超出范围时，表示该单相标准功率电能表的检测准确度超差，以此可避免现有技术中由于单相标准功率电能表的计量准确度差导致的检测结果误判误检问题。

进一步的，所述标准电流校准信号源的幅值为一固定值。具体的，所述幅值等于小电流测量量程，如100ma或10ma。

进一步的，所述标准电压校准信号源的幅值为一固定值。具体的，所述幅值等于小电压测量量程，如10v。

进一步的，所述标准电流校准信号源的电流和标准电压校准信号源的电压均为交流信号、且频率相同、电流电压之间的相位值固定夹角为60°，用于同时校准电流、电压、功率、功率因数等。

在本申请的另一实施例中，单相标准功率电能表包括第一切换电路，所述电流输入端、电流互感器的一次侧和标准电流校准信号源的输入端分别电连接所述第一切换电路；所述第一切换电路用于切换所述电流输入端串联在所述电流互感器的一次侧或串联在所述标准电流校准信号源的输入端。单相标准功率电能表还包括第二切换电路，所述电压输入端、分压电路和标准电压校准信号源的输入端分别电连接所述第二切换电路；所述第二切换电路用于切换所述电压输入端并联在所述分压电路的两端或并联在所述标准电压校准信号源的输入端。

本实施例通过第一切换电路，实现电流检测和电流校准之间的切换；通过第二切换电路，实现电压检测和电压校准之间的切换。

在本申请的另一实施例中，单相标准功率电能表，包括报警器，所述报警器连接于所述中央处理器；当所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差超过电流允许最大误差值时，和/或所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差超过电压允许最大误差值时，所述报警器输出报警信息，以提示该单相标准功率电能表的测量准确度出现误差超差。

在本申请的另一实施例中，使用该单相标准功率电能表的优点在于，当所述电流检测值和所述电流标准值之间的电流误差超过电流允许最大误差值时，将该电流误差作为所述电流检测值的电流修正值；当所述电压检测值和所述电压标准值之间的电压误差超过电压允许最大误差值时，将该电压误差作为所述电压检测值的电压修正值。通过电流修正值和电压修正值，解决单相标准功率电能表的计量准确度差的问题，进而避免检测结果误判误检。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。