一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，属于电能仪表技术 领域。
【背景技术】
[0002] 电能表不断累积功率值，并按定值输出脉冲信号，用以电能计量状态显示及电能 表误差校验，因此脉冲信号的性能及相关指标可以反映出电能表的计量性能。脉冲信号的 指标包括频率准确性、信号稳定性，信号幅值、脉冲占空比与标准规定的一致性等。目前没 有关于电能脉冲信号的相关测试标准，如何对脉冲信号的指标进行测试及如何通过脉冲测 试出电能表相关性能也没有相关技术文献。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，利用该 测试系统，可以对电能表脉冲信号进行综合、全面、系统化的测试。
[0004] 本实用新型采用的技术方案如下：
[0005] -种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，包括虚拟数字信号发生器，被测数 字化电能表，高精度通用计数器和数字示波器；所述被测数字化电能表数据输入口连接至 虚拟数字信号发生器；所述被测数字化电能表的脉冲输出口分别连接至高精度通用计数 器、数字示波器。
[0006] 前述的综合测试系统还包括骚扰信号发生装置。
[0007] 前述的骚扰信号发生装置为EMC电磁骚扰源发生装置，所述EMC电磁骚扰源发生 装置的输出口连接至被测数字化电能表的数据输入口。
[0008] 本实用新型方法的优点为：可以对数字化电能表的电能脉冲进行综合、全面、系统 化的测试，进而对数字化电能表的误差因素进行综合分析，判断数字化电能表误差产生根 源。
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型测试系统结构图。
【具体实施方式】
[0010] 现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0011] 图1所示，本实用新型数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，包括虚拟数字信 号发生器，被测数字化电能表，高精度通用计数器和数字示波器；其中被测数字化电能表数 据输入口连接至虚拟数字信号发生器，被测数字化电能表的脉冲输出口分别连接至高精度 通用计数器、数字示波器。
[0012] 虚拟数字信号发生器用于产生数字虚拟功率标准源，该数字虚拟功率标准本质为 离散化的正弦信号函数值时间序列，通过2组信号建立一种相位同步关系，达到仿真功率 信号的输出。
[0013] 本实用新型还包括骚扰信号发生装置，骚扰信号发生装置的输出口连接至被测数 字化电能表的数据输入口，为被测数字化电能表提供骚扰信号。骚扰信号发生装置可以为 能够产生数字化电能表标准规定的各类骚扰信号的发生装置，如EMC电磁骚扰源发生装 置。
[0014] 利用本实用新型对数字化电能表脉冲信号的综合测试包括几个方面：
[0015] 1、电能脉冲频率精度、稳定度测试：
[0016] 电能表脉冲输出信号的频率、稳定性与其计量准确度密切相关，不同大小的功率 与其脉冲输出信号频率成正比。
[0017] 频率准确度具体检测方法包括以下步骤：
[0018] 1-1)被测数字化电能表数据输入口连接至虚拟数字信号发生器，其脉冲输出口连 接至高精度通用计数器；
[0019] 1-2)设置虚拟数字信号发生器一个恒定的数字功率输出至被测数字化电能表，被 测数字化电能表输出脉冲至高精度通用计数器，高精度通用计数器测量被测数字化电能表 脉冲频率值；
[0020] 1-3)根据被测数字化电能表铭牌标定的电能脉冲常数推算出该设置功率下的脉 冲信号的理论频率值；
[0021] 1-4)根据被测数字化电能表脉冲频率误差公式，计算高精度通用计数器测量的脉 冲频率值与推算得到的理论频率值的误差，即为被测数字化电能表的脉冲频率精度，计算 公式如下：
[0022]
[0023] 其中，r为被测数字化电能表脉冲频率误差，f'为被测数字化电能表的脉冲频率，
f为理论频率值， > 为虚拟功率标准源输出功率，C为被测数字化电能表脉冲常 数；
[0024] 1-5)改变虚拟数字信号发生器输出的功率值，重复步骤1-2)至1-4)，对被测数字 化电能表的脉冲频率精度进行多次测试，并计算多次测试得到的脉冲频率精度的标准偏差 值，以表征被测数字化电能表的稳定性；
[0025] 1-6)施加数字化电能表标准规定的各类骚扰信号至被测数字化电能表，如图1中 的EMC电磁骚扰源，重复步骤1-2)至1-5)，观测被测数字化电能表脉冲信号频率的稳定性 变化。
[0026] 2、脉冲信号的幅值（电平）、占空比、时间等参数与标准一致性测试：
[0027] 电能表脉冲输出信号的相关参数决定了其脉冲质量指标，如果信号相关参数不符 合技术标准或检验标准器的要求，就会影响到其校验。
[0028] 脉冲信号参数检测方法包括以下步骤：
[0029] 2-1)被测数字化电能表数据输入口连接至虚拟数字信号发生器、其脉冲输出口分 别连接至高精度通用计数器、数字示波器；
[0030] 2-2)设置虚拟数字信号发生器一个恒定的数字功率输出至被测数字化电能表，被 测数字化电能表输出脉冲信号至高精度通用计数器、数字示波器；
[0031] 2-3)高精度通用计数器、数字示波器测量脉冲信号的幅值、占空比、时间等参数， 并显示相应波形；
[0032] 2-4)将显示的脉冲信号的幅值（电平）、占空比、时间等参数与说明书中规定的参 数值进行对比，确定其一致性。
[0033] 3、脉冲常数及对应电能计量分辨率测试：
[0034]由电能表脉冲常数定义知，其倒数的物理意义为每脉冲代表的电能量，即电能最 小分辨率，测量其精度及稳定性，可评价电能脉冲发生机理的准确性、可靠性。
[0035] 检测方法包括以下步骤：
[0036] 3-1)被测数字化电能表数据输入口连接至虚拟数字信号发生器、其脉冲输出口连 接至高精度通用计数器；
[0037] 3-2)按被测数字化电能表脉冲常数倒数对应电能值、并以1秒为时间基准计算相 应功率值，设置虚拟数字信号发生器输出该功率标准值至被测数字化电能表，被测数字化 电能表输出脉冲信号至高精度通用计数器；
[0038] 3-3)高精度通用计数器测量被测数字化电能表输出的脉冲信号频率，则该脉冲信 号频率值即代表了被测数字化电能表的电能计量最小分辨率；
[0039] 3-4)观测或计算该频率与相应功率一致性、一段时间的稳定性，从而评估电能脉 冲发生机理的准确性、可靠性。
[0040] 4、功率与脉冲同步性测试：
[0041] 由于电子式电能表，无论是模拟式还是数字式，其脉冲信号并不用于电能表计度 器计数及电量的走字，脉冲仅用于电能表检验及远程遥测，因此电能表脉冲输出与功率不 同步性、及至差错还是难免的。
[0042] 数字化电能表的功率与脉冲输出同步性测试方法包括以下步骤：
[0043] 4-1)依据数字化电能表与之配套的电子式互感器测量范围，设定电压互感器的额 定值，按线性规则均匀设置电流互感器一次电流工作点（测量点）及电流分辨率值（1mA);
[0044] 4-2)将电流互感器的这些线性测量点分别与设定的电压互感器的额定值相乘作 为虚拟功率标准源的标准功率值，测量被测数字化电能表在每一个测量点对应的脉冲频率 精度及电能计量最小分辨率可测分辨率；
[0045] 4-3)观测每一个测量点的功率值输出与脉冲输出（响应时间）的同步性（同步输 出）、连续性（一一对应），应无异常。
【主权项】
1. 一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，其特征在于，包括虚拟数字信号发生 器，被测数字化电能表，高精度通用计数器和数字示波器；所述被测数字化电能表数据输入 口连接至虚拟数字信号发生器；所述被测数字化电能表的脉冲输出口分别连接至高精度通 用计数器、数字示波器。2. 根据权利要求1所述的一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，其特征在于， 所述综合测试系统还包括骚扰信号发生装置。3. 根据权利要求2所述的一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，其特征在于， 所述骚扰信号发生装置为EMC电磁骚扰源发生装置，所述EMC电磁骚扰源发生装置的输出 口连接至被测数字化电能表的数据输入口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统，包括虚拟数字信号发生器，被测数字化电能表，高精度通用计数器和数字示波器；其中被测数字化电能表数据输入口连接至虚拟数字信号发生器，被测数字化电能表的脉冲输出口分别连接至高精度通用计数器、数字示波器，虚拟数字信号发生器用于产生数字虚拟功率标准源。利用本实用新型的测试系统可以实现对电能脉冲频率精度、稳定度的测试；对脉冲信号的幅值、占空比、时间参数与标准一致性的测试；对脉冲常数及对应电能计量分辨率的测试；对功率及脉冲同步性的测试。
【IPC分类】G01R35/04
【公开号】CN204925379
【申请号】CN201520691168
【发明人】穆小星, 徐晴, 刘建, 田正其, 周超, 祝宇楠
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月8日