电能表时钟检测设备和电能表的制作方法

本实用新型属于电能表技术领域，更具体地说，是涉及一种电能表时钟检测设备和电能表。

背景技术：

近年来随着国家不断加大智能电网的建设力度，智能电能表的数量爆发式增长，因此各厂商制造车间面临极大的生产和交付压力，而对电能表时钟信号的检测是电能表出厂检测的关键环节。

目前，各电能表厂商对电能表的时钟输出信号的检测主要是通过频率计，国家电网对电能表时钟误差的要求是每天小于0.5S，这就要求频率计的精度必须要在0.1PPM(Pulse Per minute，分脉冲)等级，但现有的低端频率计无法满足精度要求，而高端频率计价格昂贵，购买及维护成本高昂，而且大多数频率计检测时需要较长的预热时间，使得电能表的检测时间长，降低检测效率。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种电能表时钟检测设备和电能表，旨在解决现有技术中电能表检测设备成本高、检测精度低且检测时间长的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种电能表时钟检测设备，包括：GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块、晶振模块和计数模块；

所述GPS模块，与所述计数模块连接，用于向所述计数模块发送1PPS(Pulse Per Second，秒脉冲)参考信号；

所述晶振模块，与所述计数模块连接，用于向所述计数模块发送振荡参考信号；

所述计数模块，适于与电能表连接，用于在预设时间段内，对所述1PPS参考信号进行计数，以及根据所述振荡参考信号对所述电能表的时钟输出信号进行计数。

可选的，所述晶振模块为有源振荡器。

可选的，所述计数模块包括：

用于对所述1PPS参考信号进行计数的第一计数器，所述第一计数器与所述GPS模块连接；和

用于根据所述振荡参考信号对所述电能表的时钟输出信号进行计数的第二计数器，所述第二计数器分别与所述晶振模块和所述电能表连接。

可选的，所述第二计数器通过高阻探头与所述晶振模块连接。

可选的，所述第二计数器通过RS485总线或ModBus总线与所述电能表连接。

可选的，所述GPS模块通过第一串行接口与所述第一计数器连接。

可选的，所述第一串行接口为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)。

本实用新型实施例第二方面提供了一种电能表，包括电能表主体，还包括与所述电能表主体连接的如上述实施例第一方面提供的任一种电能表时钟检测设备。

本实用新型实施例与现有技术相比的有益效果在于：本实用新型通过GPS模块的1PPS参考信号，为电能表的检测提供高精度的校验信号，使得检测精度高；晶振模块，不需要提前预热，可直接提供振荡参考信号，节省了检测电能表时钟偏差的时间；最后通过计数模块对1PPS参考信号的计数和对电能表的时钟计数，用户可以通过两个计数直接确定所述电能表是否时钟偏差，检测速度快，且设备的成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电能表时钟检测设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电能表时钟检测设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、设备的连接以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实用新型实施例提供的一种电能表时钟检测设备，包括GPS模块100、晶振模块200和计数模块300。

其中，GPS模块100与计数模块300连接，晶振模块200与计数模块300连接，计数模块300适于与电能表连接。

GPS模块100用于向计数模块300发送1PPS参考信号。

晶振模块200用于向计数模块300发送振荡参考信号。

计数模块300用于在预设时间段内，对所述1PPS参考信号进行计数，以及根据所述振荡参考信号对所述电能表的时钟输出信号进行计数。

其中，1PPS＝1Hz＝1次/秒，即1PPS参考信号一秒钟一次，则说明1PPS参考信号的周期是一秒一次，但1PPS参考信号的宽度不做限定，1PPS参考信号的宽度可以为毫秒级或纳秒级脉冲宽度。

具体应用中，计数模块300与电能表连接后，根据用户输入启动计数模块300，同时电能表向计数模块300发送时钟输出信号。然后GPS模块100向计数模块300发送1PPS参考信号，计数模块300在预设时间段内对所述1PPS参考信号进行计数；以及晶振模块200向计数模块300发送振荡参考信号，计数模块300在预设时间段内根据所述振荡参考信号对所述电能表的时钟输出信号进行计数；最后检测人员可以通过比较对所述1PPS参考信号的计数和对所述电能表的时钟输出信号的计数，则确定所述电能表的时钟偏差。

其中，计数模块300对1PPS参考信号的计数和对电能表的时钟输出信号的计数可以是异步的，只需对1PPS参考信号的计数或对电能表的时钟输出信号的计数是预设时间段内，这样检测电能表的偏差就不受信号同步的限制，检测时间更快。

示例性的，检测人员在对所述1PPS参考信号的计数和对所述电能表的时钟输出信号的计数相等时，则确定所述电能表不存在时钟偏差，在对所述1PPS参考信号的计数和对所述电能表的时钟输出信号的计数不相等时，则确定所述电能表存在时钟偏差。

实际应用中，对所述1PPS参考信号的计数和对所述电能表的时钟输出信号的计数不可能完全相等。所以为了降低误检率，检测人员可以根据所述1PPS参考信号的计数和对所述电能表的时钟输出信号的计数的差值来判断电能表是否存在误差，即判断差值是否在误差允许范围内，则确定所述电能表是否存在时钟偏差。

上述电能表时钟检测设备，通过GPS模块100的1PPS参考信号，为电能表的检测提供高精度的校验信号，使得检测精度高；晶振模块200不需要提前预热，可直接提供振荡参考信号，节省了检测电能表时钟偏差的时间；最后通过计数模块300对1PPS参考信号的计数和对电能表的时钟计数，用户可以通过两个计数直接确定所述电能表是否时钟偏差，检测速度快，且设备的成本低。

实际应用中，GPS模块100是集成了射频芯片、基带芯片和CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路，用于卫星定位和校准方面。GPS模块100发出的1PPS参考信号，可以轻易做到20nS级别的脉冲宽度，也就是0.02PPM，远高于电能表时钟检测所需的0.1PPM，可以作为标准信号源；而且GPS模块100在信号良好的情况下，具有良好的长期频率稳定度，几乎无累计误差，且可以提供高精度的1PPS参考信号，提高检测电能表时钟偏差的精度。

在另一个是实例中，GPS模块100可以是具体的GPS芯片，例如SYN100MHzGPS锁相板，性能最优，灵敏度高，缩短启动时间，快速的进入应用状态。SYN100MHzGPS锁相板通过第一串行接口与计数模块300连接。

本实施例对GPS模块100具体芯片结构不做限定，还可以为其他可以实现向计数模块100发送1PPS参考信号的GPS芯片，例如GPS授时卡等。

另一个实施例中，晶振模块200为有源振荡器。

有源振荡器包括石英晶体、晶体管和阻容元件。有源晶振作为一个完整的振荡器，信号质量好，信号比较稳定，精度高，而且连接方式简单，不需要复杂的配置电路，简化电能表时钟检测设备的电路。

本实施例中的有源振荡器为普通的有源振荡器，不需要恒温处理。普通的有源振荡器启动速度比恒温晶振快，具有良好的短期频率稳定性，进而加快了检测电能表的偏差的速度，提高检测效率。

另一个是实例中，参见图2，计数模块300包括：第一计数器310和第二计数器320。

第一计数器310用于对所述1PPS参考信号进行计数，第一计数器310与GPS模块100连接。

第二计数器320用于根据所述振荡参考信号对所述电能表的时钟输出信号进行计数，第二计数器320分别与晶振模块200和所述电能表连接。

可选的，第一计数器310和第二计数器320均为带有显示屏的脉冲计数器，用户可以直接通过显示屏观察到对对1PPS参考信号的计数和对电能表的时钟计数，并通过比较对1PPS参考信号的计数和对电能表的时钟计数直接判断电能表是否存在偏差。

另一个是实例中，第二计数器320通过高阻探头与晶振模块200连接。

高阻探头可以有效屏蔽外界电磁场对振荡参考信号的干扰，提高第二计数器对电能表的时钟脉冲进行计数准确度。

另一个是实例中，第二计数器320通过RS485总线或ModBus总线与所述电能表连接。

第二计数器320通过RS485总线或ModBus总线与电能表实现通信，接收电能表的时钟输出信号，即电能表的时钟脉冲，第二计数器320根据晶振模块200的振荡参考信号对电能表的时钟脉冲进行计数，计数速度快，脉冲信号干扰小。

另一个实施例中，GPS模块100通过第一串行接口与第一计数器310连接。

另一个实施例中，所述第一串行接口为串行外设接口SPI。

SPI是一种高速的、全双工同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时节省设备电路的空间，即简化了电能表时钟检测设备的电路。

上述实施例中，通过GPS模块100的1PPS参考信号，为电能表的检测提供高精度的校验信号，使得检测精度高；晶振模块200，不需要提前预热，可直接提供振荡参考信号，节省了检测电能表时钟偏差的时间；最后通过计数模块300对1PPS参考信号的计数和对电能表的时钟计数，用户可以通过两个计数直接确定所述电能表是否时钟偏差，检测速度快，且设备的成本低。

实施例二

本实施例提供了一种电能表，包括电能表主体，还包括与所述电能表主体连接的如上述实施例一描述的任一种电能表时钟检测设备，也具有上述实施例所具有的有益效果。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。