专利名称：一种电矢量夹角测量电路及电能表的制作方法
技术领域：
本发明属于电能计量领域，尤其涉及一种电矢量夹角测量电路及电能表。
背景技术：
电矢量夹角，即正弦电信号之间的相位角差，是电气测量中一个很重要的参数。在电能计量领域，精确测量电矢量夹角有助于实现对电能表的快速校正。在现有技术中，测量电矢量夹角的数字电路都是通过检测模数转换器输出的正弦信号数据流中的过零跳变数据，并近似认为所检测到的过零跳变数据的时间坐标是正弦信号的过零点时间坐标，然后再根据近似获取的正弦信号过零点时间坐标计算两个正弦信号过零点之间的时间差，从而得到两个电矢量之间的夹角。模数转换器对正弦信号单周波内的采样点数越多，则采用现 有技术所得到测量结果就越精确。但是，采样点数越多，对测量电矢量夹角的数字电路的要求就越高，而目前通过现有技术所能实现的测量结果明显不符合精密测量的要求。所以现有技术所存在的问题在于受所采用的正弦信号过零点时间坐标获取方法和模数转换器采样点数的影响，电矢量夹角测量结果的精度无法满足精密测量要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电矢量夹角测量电路，旨在解决现有技术中受所采用的正弦信号过零点时间坐标获取方法和模数转换器采样点数的影响，电矢量夹角测量结果的精度无法满足精密测量要求的问题。本发明是这样实现的，一种电矢量夹角测量电路，所述电矢量夹角测量电路包括输入端与模数转换器的第一输出端连接，对从模数转换器输出的第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第一路准过零点时间坐标数据的第一准过零点时间坐标数据生成模块；输入端与模数转换器的第二输出端连接，对从模数转换器输出的第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第二路准过零点时间坐标数据的第二准过零点时间坐标数据生成模块；第一输入端接第一准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第二输入端接第二准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，对从第一输入端输入的第一路准过零点时间坐标数据和从第二输入端输入的第二路准过零点时间坐标数据进行电矢量夹角计算，并输出电矢量夹角计算结果的电矢量夹角计算器。本发明的另一目的在于提供一种包括上述电矢量夹角测量电路的电能表。在本发明中，通过第一准过零点时间坐标数据生成模块和第二准过零点时间坐标数据生成模块对正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出各自的准过零点时间坐标数据，再由电矢量夹角计算器对两路准过零点时间坐标数据的电矢量夹角进行计算并得到电矢量夹角数据，达到电矢量夹角测量结果不受所采用的正弦信号过零点坐标获取方法和模数转换器采样点数的影响，使电矢量夹角测量结果满足精密测量要求的目的。
图I是本发明实施例提供的电矢量夹角测量电路的模块图；图2是本发明实施例提供的电矢量夹角测量电路的示例电路图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I示出了本实施例提供的电矢量夹角测量电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。电矢量夹角测量电路包括第一准过零点时间坐标数据生成模块100、第二准过零点时间坐标数据生成模块200以及电矢量夹角计算器300。第一准过零点时间坐标数据生成模块100的输入端与模数转换器的第一输出端OUTl连接，对从模数转换器输出的第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第一路准过零点时间坐标数据；第二准过零点时间坐标数据生成模块200的输入端与模数转换器的第二输出端0UT2连接，对从模数转换器输出的第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第二路准过零点时间坐标数据；电矢量夹角计算器300的第一输入端IN31接第一准过零点时间坐标数据生成模块100的输出端，第二输入端IN32接第二准过零点时间坐标数据生成模块200的输出端，对从第一输入端IN31输入的第一路准过零点时间坐标数据和从第二输入端IN32输入的第二路准过零点时间坐标数据进行电矢量夹角计算，并输出电矢量夹角计算结果。图2示出了本发明实施例提供的电矢量夹角测量电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。作为本发明一实施例，第一准过零点时间坐标数据生成模块100包括第一过零点检测器101、第一幅值检测器102以及第一时间坐标补偿器103，第一过零点检测器101的输入端为第一准过零点时间坐标数据生成模块100的输入端，第一过零点检测器101的输出端接第一时间坐标补偿器103的第一输入端IN11，第一时间坐标补偿器103的输出端为第一准过零点时间坐标数据生成模块100的输出端,第一幅值检测器102的输入端与第一过零点检测器101的输入端连接，第一幅值检测器102的输出端接第一时间坐标补偿器103的第二输入端IN12。作为本发明一实施例，第二准过零点时间坐标数据生成模块200包括第二过零点检测器201、第二幅值检测器202以及第二时间坐标补偿器203，第二过零点检测器201的输入端为第二准过零点时间坐标数据生成模块200的输入端，第二过零点检测器201的输出端接第二时间坐标补偿器203的第一输入端IN21，第二时间坐标补偿器203的输出端为第二准过零点时间坐标数据生成模块200的输出端，第二幅值检测器202的输入端与第二过零点检测器201的输入端连接，第二幅值检测器202的输出端接第二时间坐标补偿器203的第二输入端IN22。本发明实施例还提供了一种包括上述电矢量夹角测量电路的电能表。电矢量夹角测量电路的工作原理为
模数转换器第一输出端OUTl输出的第一路正弦信号同时进入第一过零点检测器101和第一幅值检测器102，然后分别由第一过零点检测器101和第一幅值检测器102对第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据和幅值数据进行检测并将其输出，随后由第一时间坐标补偿器103对第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据和幅值数据进行接收，并根据第一路正弦信号的幅值数据对第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行修正补偿后生成第一准过零点时间坐标数据。与上述原理一样，模数转换器第二输出端0UT2输出的第二路正弦信号同时进入第二过零点检测器201和第二幅值检测器202，然后分别由第二过零点检测器201和第二幅值检测器202对第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据和幅值数据进行检测并将其输出，随后由第二时间坐标补偿器203对第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据和幅值数据进行接收，并根据第二路正弦信号的幅值数据对第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行修正补偿后生成第二准过零点时间坐标数据。第一准过零点时间坐标数据和第二准过零点时间坐标数据分别通过电矢量夹角计算器300的第一输入端IN31和第二输入端IN32进入电矢量夹角计算器300，由电矢量夹角计算器300对第一准过零点时间坐标数据和第二准过零点时间坐标数据的矢量夹角进行计算测量后，输出最终的电矢量夹角数据。在本发明实施例中，通过第一准过零点时间坐标数据生成模块100和第二准过零点时间坐标数据生成模块200对正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出各自的准过零点时间坐标数据，再由电矢量夹角计算器300对两路准过零点时间坐标数据的电矢量夹角进行计算并得到电矢量夹角数据，达到电矢量夹角测量结果不受所采用的正弦信号过零点时间坐标获取方法和模数转换器采样点数的影响，使电矢量夹角测量结果满足精密测量要求的目的。
权利要求
1.一种电矢量夹角测量电路，其特征在于，所述电矢量夹角测量电路包括 输入端与模数转换器的第一输出端连接，对从模数转换器输出的第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第一路准过零点时间坐标数据的第一准过零点时间坐标数据生成模块； 输入端与模数转换器的第二输出端连接，对从模数转换器输出的第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第二路准过零点时间坐标数据的第二准过零点时间坐标数据生成模块； 第一输入端接第一准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第二输入端接第二准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，对从第一输入端输入的第一路准过零点时间坐标数据和从第二输入端输入的第二路准过零点时间坐标数据进行电矢量夹角计算，并输出电矢量夹角计算结果的电矢量夹角计算器。
2.如权利要求I所述的电矢量夹角测量电路，其特征在于，所述第一准过零点时间坐标数据生成模块包括第一过零点检测器、第一幅值检测器以及第一时间坐标补偿器，第一过零点检测器的输入端为第一准过零点时间坐标数据生成模块的输入端，第一过零点检测器的输出端接第一时间坐标补偿器的第一输入端，第一时间坐标补偿器的输出端为第一准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第一幅值检测器的输入端与第一过零点检测器的输入端连接，第一幅值检测器的输出端接第一时间坐标补偿器的第二输入端。
3.如权利要求I所述的电矢量夹角测量电路，其特征在于，所述第二准过零点时间坐标数据生成模块包括第二过零点检测器、第二幅值检测器以及第二时间坐标补偿器，第二过零点检测器的输入端为第二准过零点时间坐标数据生成模块的输入端，第二过零点检测器的输出端接第二时间坐标补偿器的第一输入端，第二时间坐标补偿器的输出端为第二准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第二幅值检测器的输入端与第二过零点检测器的输入端连接，第二幅值检测器的输出端接第二时间坐标补偿器的第二输入端。
4.一种电能表，其特征在于，所述电能表包括电矢量夹角测量电路，所述电矢量夹角测量电路包括 输入端与模数转换器的第一输出端连接，对从模数转换器输出的第一路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第一路准过零点时间坐标数据的第一准过零点时间坐标数据生成模块； 输入端与模数转换器的第二输出端连接，对从模数转换器输出的第二路正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出第二路准过零点时间坐标数据的第二准过零点时间坐标数据生成模块； 第一输入端接第一准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第二输入端接第二准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，对从第一输入端输入的第一路准过零点时间坐标数据和从第二输入端输入的第二路准过零点时间坐标数据进行电矢量夹角计算，并输出电矢量夹角计算结果的电矢量夹角计算器。
5.如权利要求4所述的电能表，其特征在于，所述第一准过零点时间坐标数据生成模块包括第一过零点检测器、第一幅值检测器以及第一时间坐标补偿器，第一过零点检测器的输入端为第一准过零点时间坐标数据生成模块的输入端，第一过零点检测器的输出端接第一时间坐标补偿器的第一输入端，第一时间坐标补偿器的输出端为第一准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第一幅值检测器的输入端与第一过零点检测器的输入端连接，第一幅值检测器的输出端接第一时间坐标补偿器的第二输入端。
6.如权利要求4所述的电能表，其特征在于，所述第二准过零点时间坐标数据生成模块包括第二过零点检测器、第二幅值检测器以及第二时间坐标补偿器，第二过零点检测器的输入端为第二准过零点时间坐标数据生成模块的输入端，第二过零点检测器的输出端接第二时间坐标补偿器的第一输入端，第二时间坐标补偿器的输出端为第二准过零点时间坐标数据生成模块的输出端，第二幅值检测器的输入端与第二过零点检测器的输入端连接，第二幅值检测器的输出端接第二时间坐标补偿器的第二输入端。
全文摘要
本发明属于电能计量领域，提供了一种电矢量夹角测量电路及电能表。在本发明中，通过第一准过零点时间坐标数据生成模块和第二准过零点时间坐标数据生成模块对正弦信号的近似过零点时间坐标数据进行检测、修正并输出各自的准过零点时间坐标数据，再由电矢量夹角计算器对两路准过零点时间坐标数据的电矢量夹角进行计算并得到电矢量夹角数据，达到电矢量夹角测量结果不受所采用的正弦信号过零点时间坐标获取方法和模数转换器采样点数的影响，使电矢量夹角测量结果满足精密测量要求的目的。
文档编号G01R25/00GK102735931SQ201110090070
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者苗书立, 蒋大龙 申请人:深圳市锐能微科技有限公司