专利名称：智能化电能表校验仪的制作方法
技术领域：
一种适于用电管理部门校验电能表的多功能电测仪。
目前，用电管理部门使用的三相三线制两元件式便携式电能表校验仪，由两只价格昂贵的电子脉冲式标准电能表与主要用来计算被试电能表计量误差的微电脑数据处理系统，判别电压端子接线正误的硬件电路等组合而成，其中，每块标准电能表设有电能测量电路及数码显示器；微电脑数据处理系统设有独立的数据采集、贮存、数码显示器，操作用键盘等电路及器件。存在结构复杂，体积大、重量重、功耗大、成本高、智能化程度低、人机对话功能弱等问题。
本实用新型的目的是用单片机数据采集处理系统，实现硬件系统的一元化、采样数据的公用化、电能表校验等诸多功能的模块化、接线正误判别的智能化，以解决现有电能表校验仪存在的问题。
本实用新型如
图1所示，由电压、电流传感器板(1)、模数转换器板(2)、单片机板(3)、人机对话板(4)、电源板(5)等构成。结合图3将本实用新型的实现说明如下电压互感器(6)把一次侧100伏线电压转变为3伏二次电压，该信号一路接模拟开关(9)的I1，另一路接(9)的I2同时经分频电路(18)至单片机(20)，(9)的O1接电压采样保持器(13)，电流变换器(7)把一次侧0～5安电流转变为0～3伏二次信号，该信号一路接模拟开关(9)的I3，另一路到(9)的I4，(9)的O2出口信号一路直接到电流换档开关(10)的I1输入端，另一路则经放大器(11)到(10)的I2输入端，同时又送到比较器(12)的输入端。(12)的输出信号提供给单片机(20)，用来识别电流信号是否小于某一定值，若小于某一定值，单片机(20)通过(10)的控制端A改变电流换档开关(10)的开关位置，使电流信号被放大后从I2通过(10)进入电流采样保持至(14)。否则，电流信号直接从I1通过(10)进入电流采样保持器(14)。
电压采样保护器(13)，电流采样保持器(14)的电压、电流采样信号，通过切换开关(15)分时经射极跟随器(16)进入模数转换器(17)。经(17)转换后的数字信号存贮于RAM(22)。
当进行电能表校验时，EPROM(21)中的电能表校验功能模块调用电能计量模块来计算标准电能值，从脉冲输入口(30)接收被试电能表发出的计量脉冲，调用误差计算模块算出被试表计量误差，把结果显示于点阵式液晶显示器(25)上。从而实现了以软标准表即电能计量模块为核心的电能表校验仪。
分频器(18)的作用是为采样模块提高严格与系统频率同步的采样控制基准脉冲。放大器(11)之作用在于在小电流信号下提高模数转换器(17)的转换精度。(19)为可编程并行1／0扩展接口，用于读取模数转换结果及控制模拟开关(9)、电流换档开关(10)、切换开关(15)的开关位置。
图2为电压互感器(6)及电流变换器(7)的接线图，(6)含两只变压器，其一次有三个电压输入端；(7)含两只变流器，而其一次有四个输入端。这些输入端可分别接入三相电压与两相电流。为了保证外部接线的正确性，本实用新型在校验被试表之前首先调用接线正误判别模块，根据RAM(22)中的电压电流采样值，进行外部接线接触是否良好、三相电压相序、两相电流相别是否正确及电压电流整组接线是否正确的判别，并把判别结果分别提示于显示器(22)上。从而实现了以软代硬、充实了判别内容、提高了可靠性、达到了接线正误判别的智能化。
本实用新型采样结构化程序设计。设有自检模块、接线正误判别模块、有功及无功功率测量模块、有功及无功电能表误差校验模块、还设有电压、电流相位、功率因数、频率等参数测量模块。这些功能模块的选择与运行情况的监视等人机对话功能，在监控程序的控制下操作者可通过人机对话板(4)中的触模式键盘(26)、点阵式液晶显示器(25)进行。当出现误操作时，自动提示操作方法。
本发明者做了一实施例，测试结果表明电能计量精度达0.1级，功率测量精度达0.1级，频率测量精度达0.01级，电压测量精度及电流测量精度达0.2级；而其重量仅为现有便携式校验仪的五分之三；成本仅为现有便携式校验仪的十分之六左右。
图1是校验仪系统结构图图2是电压互感器(6)、电流变换器(7)接线图图3是校验仪主要信号接线图校验仪共有5块主板构成(1)是电压、电流传感器板，由(6)、(7)、(8)部分组成；(2)模数转换器板由(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)部分组成；(3)单片机板由(20)、(21)、(22)、(23)、(24)组成；(4)人机对话板，由(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)组成；(5)电源板，由(31)组成；(6)电压互感器，(7)电流变换器、(8)电源变压器、(9)模拟开关4052、(10)电流换档开关4053、(11)放大器、(12)比较器、(13)电压采样保持器LF398、(14)电流采样保持器LF398、(15)切换开关、(16)射极跟随器LM310、(17)模数转换器AD574、(18)分频器、(19)1／0接口、(20)单片机8098、(21)EPROM2764、、(22)RAM6264、(23)贮存器74HC373、(24)译码器74LS138、(25)点阵式液晶显示器、(26)触摸键盘、(27)1／0接口、(28)1／0接口、(29)高速脉冲输出口、(30)脉冲输入口、(31)直流稳压电源，±15伏＋6伏＋5伏。上述没有标注型号的器件均可采用常规电路元件实现。
权利要求1.一种智能化电能表校验仪，它由电压、电流传感器板(1)、模数转换板(2)，单片机板(3)、人机对话板(4)、电源板(5)及各板上的有关器件构成；其特征是电压互感器(6)的二次信号一路接模拟开关(9)的l1，另一路接(9)的l2同时经分频电路(18)至单片机(20)，(9)的O1接电压采样保持器(13)，电流变换器(7)的二次信号一路接模拟开关(9)的l3，另一路到(9)的l4，(9)的O2出口信号一路直接到电流换档开关(10)的l1输入端，另一路经放大器(11)到(10)的l2输入端，同时又送到比较器(12)的一输入端；(12)的输出信号送到单片机(20)，依据(20)的识别结果去选择电流换档开关(10)的电流信号输出口；电压采样保持器(13)、电流采样保持器(14)的电压、电流采样信号，通过切换开关(15)分时进入射极跟随器(16)、模数转换器(17)，经(17)转换后的数字信号存于RAM(22)；从脉冲输入器(30)接受被试电能表的计量脉冲，依据电能计量模块计算的电能值做为校验基准，从而实现了以软标准电能表即电能计量模块为核心的电能表校验仪。
2.根据权利要求1所述的智能化电能表校验仪，其特征在于电压互感器(6)一次侧有三个电压输入端，电流变换器(7)一次侧有四个输入端，输入端可分别接入三相电压与两相电流；根据RAM(22)中电压、电流采样值，进行外部接线接触是否良好，电压相序、电流相别是否正确及电压电流整组接线是否正确的判别，实现了接线正误判别的智能化。
专利摘要一种适于用电管理部门校验三相三线制两元件智能化电能表的校验仪。本实用新型采用单片机硬件系统，使校验仪中标准电能表与其他功能电路实现一元化。通过模块化程序设计，以标准电能模块取代现有校验仪中两只脉冲式标准电能表，实现了以软代硬。用接线正误判别模块，取代相序判别等硬件电路，充实了判别功能，提高了智能化程度。通过点阵式液晶显示器、触摸式键盘，提供了人机对话界面。整机结构简单、功能全、精度高、成本低，是新型全智能化便携式电能表校验仪。
文档编号G01R35/00GK2147549SQ93201769
公开日1993年11月24日 申请日期1993年2月6日 优先权日1993年2月6日
发明者欧钟, 禹成七 申请人:保定电力学校电力设备仪器厂