一种单相电能表的快速校表方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种单相电能表的快速校表方法。
【背景技术】
[0002] 所有的电能表都需要经过误差校准才能正式挂网计量，因此对于大批量生产电表 的厂家而言，调表要占用很大的一部分时间，而且调表精度的好坏也直接影响表计的质量。
[0003]目前常规的单相表校表流程如下：
[0004] (1)上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100 %额定电压Un和 100%标定电流Ib，且功率因素PF= 1. 0,待校表台输出误差值后，上位机回读该误差值并 计算需要写入被校表的计量芯片的功率增益校正寄存器的增益值，待增益值写入计量芯片 后，再回读一次误差值，若误差值在允许范围内，则100%lb点阻性1. 0校表结束，完成这样 一次加载校正的过程大概需要10秒，若误差值不在允许范围内，则需要重新写入新的增益 值后再回读误差。
[0005] (2)上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100 %额定电压Un和 100%标定电流Ib，且功率因素PF= 0. 5L，待校表台输出误差值后，上位机回读该误差值并 计算需要写入被校表的计量芯片的相位校正寄存器的相位值，待相位值写入计量芯片后， 再回读一次误差值，若误差值在允许范围内，则100%lb点感性0. 5校表结束，完成这样一 次加载校正的过程大概需要10秒，若误差值不在允许范围内，则需要重新写入相位值后再 回读误差。
[0006] (3)上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100%额定电压Un和5% lb小信号电流，且功率因素PF= 1. 0,待校表台输出误差值后，上位机回读该误差值并计算 需要写入被校表的计量芯片的有功功率偏置校正寄存器的偏置值，待偏置值写入计量芯片 后，再回读一次误差值，若误差值在允许范围内，则5%lb点阻性1. 0校表结束，完成这样一 次加载校正的过程大概需要180秒，误差值不在允许范围内，则需要重新写入偏置值后再 回读误差。
[0007] 上述常规的校表流程存在以下问题：
[0008] 1、上述校表流程需要调试3个误差点，100%lb点阻性1. 0、100%lb点感性0. 5 和5 %lb点阻性1. 0,如果各步骤都能一次加载校正成功，大概需要200秒，但如果一次加 载校正不成功，通常最多允许再加载校正3-5次，如果仍然不在误差允许范围内，则直接结 束本次调试，重新开始新的一轮调试，这样整个校表过程将远远超出200秒。
[0009] 2、上述校表流程需要等校表台误差稳定后输出误差值，才能将计算值写入被校表 的计量芯片中，还要等下一次误差回读正确后才能进行下一个调试步骤，整个过程等待时 间很长。
[0010] 3、由于电能表输出的脉冲信号的频率正比于被测功率的大小，在步骤⑶的小信 号电流作用下，被测功率非常小导致出脉冲速度很慢，这样使得步骤（3)的脉冲计量过程 非常漫长，而且在用户对精度要求很高的情况下，例如需要通过2%lb点阻性1. 0的测试 时，等待的时间将会更长，除此之外小信号电流本身信号比较微弱，极易受到周围环境的干 扰，导致校正结果也不准确；目前虽然有针对步骤（3)的小信号电流调试出脉冲慢的问题， 采用直接读取被校表的计量芯片的功率寄存器值的方法，但至少要读取20次以上并求平 均值，效率仍然较低，而且小电流功率值稳定性差，还有台体跳变引起的误差，导致校表精 度不高。
【发明内容】
[0011] 本发明要解决的技术问题是：提供一种能快速定位误差目标值，校表效率和精度 显著提高的单相电能表的快速校表方法。
[0012] 本发明的技术解决方案是：一种单相电能表的快速校表方法，应用于单相电能表 的校表系统中，所述单相电能表的校表系统包括上位机、程控功率源、被校表和标准表，所 述程控功率源、被校表和标准表均与上位机电连接，所述被校表和标准表均与程控功率源 电连接，所述被校表设有MCU和计量芯片，所述标准表也设有MCU和计量芯片，其特征在于： 它包括以下步骤：
[0013] (1)上电初始化，上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100%额定 电压1]11和100%标定电流113，且设置功率因数？？ = 0.51^，在上位机中设置增益初值？6六預、 功率转换系数Kp、校正次数的上限值M、校正次数C1 = 0 ;
[0014] (2)待标准表功率稳定后，上位机自动将增益初值PGAIN通过被校表的MCU写入到 被校表的计量芯片的功率增益校正寄存器中；
[0015] (3)上位机通过标准表的MCU自动获取标准表的计量芯片检测到的电压有效值 U0、电流有效值10和有功功率Ρ0 ;
[0016] (4)上位机通过被校表的MCU自动获取被校表的计量芯片检测到的电压有效值 U1、电流有效值II和有功功率Ρ1 ;
[0017] (5)上位机自动计算标准表的视在功率SO=U0*I0/Kp，被校表的视在功率S1 = U1*I1，根据标准表和被校表的视在功率，自动计算第一误差ERR1 = (S1-S0)/S0,再根据第 一误差ERR1，自动计算修正的增益值PGAIK;
[0018] (6)上位机通过被校表的MCU自动将修正的增益值PGAIV写入到被校表的计量 芯片的功率增益校正寄存器中，完成100%lb点阻性1. 0校表；
[0019] (7)上位机根据标准表和被校表的有功功率，自动计算第二误差ERR2,ERR2 = [Pl(l+PGAIf)-(P0/Kp)]パP0/Kp)，再自动根据第二误差ERR2计算相位值θ;
[0020] (8)上位机通过被校表的MCU自动将相位值Θ写入被校表的计量芯片的相位校正 寄存器中，校正次数C1自动加1;
[0021] (9)重新读取校正后的被校表的有功功率P1和标准表的有功功率P0,若两者之间 的误差满足100%lb点感性0. 5的误差要求，则校正次数C1自动清零并进入步骤（10)，若 否，则自动判断校正次数C1是否到达校正次数的上限值M，若是，则本次校表结束，若否，则 返回步骤（7);
[0022] (10)上位机根据第二误差ERR2,自动计算偏置值BS，并通过被校表的MCU自动将 偏置值BS写入到被校表的计量芯片的有功功率偏置校正寄存器中，完成5%lb点阻性1. 0 校表。
[0023] 采用上述方法后，本发明具有以下优点：
[0024] 本发明单相电能表的快速校表方法，克服了传统的脉冲校表法需要等待出脉冲使 误差稳定输出误差值后才将计算值写入计量芯片的缺点，采用了功率校表法，功率校表法 的功率的稳定速度要远快于误差的稳定速度，再加上本发明只需要调试1个误差点100% lb点感性0. 5,即可同时获取100%lb点阻性1. 0和5%lb点阻性1. 0的计算值，而传统 的脉冲校表法需要调试3个误差点，这样就使得本发明可以大大减少校表的时间，尤其是 大大减少了小信号电流调试的等待时间，除此之外本发明还在开始时先写入一个增益初值 PGAIN，这样100 %lb点阻性1. 0的初始误差就减小了，根据计量芯片的线性特性，使得其他 误差点的误差也跟着减小，这样可以快速接近目标误差值，加速了功率的稳定速度，提高了 校表效率和精度。
[0025] 作为优选，所述计量芯片的型号为RN8209C。RN8209C计量芯片误差线性较好，有 利于提尚表计的精度。
[0026] 作为优选，步骤（5)中根据第一误差ERR1，自动计算修正的增益值PGAIN'的公式 为：PGAIf= -ERRlAl+ERRl)。采用RN8209C计量芯片给出的较好的计算方法，可提高表 计的精度。
[0027] 作为优选，步骤（7)中根据第二误差ERR2,自动计算相位值Θ的公式为：
[0028]
，采用RN8209C计量芯片给出的较好的 计算方法，可提高表计的精度。
[0029] 作为优选，步骤（10)中根据第二误差ERR2,自动计算偏置值BS的公式为：
[0030] BS=(PO/Kp)* (-ERR2)Al+PGAIN')。采用RN8209C计量芯片给出的较好的计算 方法，可提高表计的精度。
[0031] 作为优选，所述校正次数的上限值Μ为3-5次。合理的次数既可满足正常的校表 需求，又可提高校表的效率。
【附图说明】：
[0032]图1为本发明单相电能表的校表系统结构示意图；
[0033]图2为本发明单相电能表的快速校表流程图；
[0034]图中：1_上位机，2_标准表，3_被校表，4_程控功率源，5_标准表的MCU，6_标准 表的计量芯片，7-被校表的MCU，8-被校表的计量芯片。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。
[0036] 实施例：
[0037] 如图1、图2所示，一种单相电能表的快速校表方法，应用于单相电能表的校表系 统中，所述单相电能表的校表系统包括上位机1、程控功率源4、被校表3和标准表2,所述程 控功率源4为现有技术，可输出频率、相位、幅值在一定范围内任意可调的高精度、高稳定 度的正弦电压和电流，所述程控功率源4、被校表3和标准表2均与上位机1电连接，所述被 校表3和标准表2均与程控功率源4电连接，所述被校表3设有MCU7和计量芯片8,所述标 准表2也设有MCU5和计量芯片6,其特征在于：它包括以下步骤：
[0038] (1)上电初始化，上位机1控制程控功率源4同时给被校