专利名称：一种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动抄表系统的核心设备数据采集器的检测和验证，尤其是涉及一种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器。
背景技术：
基于脉冲采集技术的数据采集器作为自动抄表系统的主要核心设备正在广泛用于对户用计量表进行自动抄表收费管理，已逐渐成为抄表行业的主流。然而目前国内外尚无同类专用的可模拟户用脉冲计量表发出脉冲的标准脉冲发生器，致使无法验证数据采集器采集数据的准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有模拟测量技术的缺陷，提出一种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器，与基于脉冲采集技术的数据采集器相连接，包括MCU和分别与其连接的可显示操作界面和各种参数的LCD显示屏、用于设置和调整各种参数的键盘、用于输入输出数据的I/O口扩展电路。
这种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器的特点是设有包括用于切换两种输出阻值信号的快速光耦继电器和提供两种输出阻值的电阻网络的模拟脉冲发生电路，输出模拟脉冲信号。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
还设有电磁兼容保护隔离电路，所述电磁兼容保护隔离电路设置在快速光耦继电器输出端与脉冲发生器输出端之间，可对雷电、静电以及群脉冲等暂态过电流有泄放作用，并可对过电压起抑制作用，在进行电磁兼容测试时，防止电磁干扰影响脉冲模拟发生器正常工作。
所述电磁兼容保护电路包括压敏电阻RV、瞬态电压抑制二极管常称为防雷管TVS、将瞬间过流进行泄放的放电管TED和静电保护器件PJLC。
本发明与现有技术对比的有益效果是本发明可模拟住宅及工商业用户脉冲远传计量表信号，可连续定时或定量发出采样周期及占空比不同的无源脉冲信号，还可模拟脉冲计量表断路、短路等故障现象，以及模拟脉冲计量表在振动、水锤等发出的干扰脉冲信号，满足国家标准GB/T 20866-2007《基于户用脉冲计量表的数据采集器》中的测试要求。可在实验或现场环境下对数据采集器的计量性能进行有效测试，解决了验证数据采集器的计量准确性问题。
图1是模拟脉冲发生器系统结构图；图2是一路的模拟脉冲发生电路；
图3是其中一路的电磁兼容保护电路；图4是模拟脉冲发生器系统的工作流程图。
具体实施例方式
本具体实施方式
最大可模拟输出十六路脉冲计量表的标准脉冲输出信号有效脉冲宽度为80ms，周期有160ms、500ms、1s、5s四种选择；可选择定时发出标准脉冲信号，可选择1小时、5小时、10小时、24小时、实时发送五种选择；可选择500个、1000个、1万个、10万个、25万个。
可选择在标准脉冲信号中加入干扰脉冲信号。
可模拟脉冲计量表信号发出断路、短路等故障现象；可选择220VAC或24VDC供电方式；如图2所示，模拟脉冲发生电路可模拟户用脉冲计量表，连续定时或定量发出周期及占空比不同的有效脉冲宽度为80ms的无源脉冲信号。
模拟脉冲发生电路具有带故障判断输出功能，MCU根据设定参数，通过外部I/O口扩展电路控制快速光耦继电器的开关，并根据设置控制快速光耦继电器的通断时间，控制快速光耦继电器切换电阻，输出两种不同阻值的切换信号，以模拟脉冲表具的带故障报警的脉冲输出。当SHORT1与PULSE1均为低电平、OPEN1为高电平时，模拟脉冲发生电路输出阻值为24K的切换信号；当SHORT1信号为低电平、OPEN1与PULSE1均为高电平时，模拟脉冲发生电路输出阻值为2K的切换信号。同时MCU进行计时或计量，当计时值或计量值达到设定时，停止输出。
所述模拟脉冲发生电路可模拟户用脉冲计量表的线路短路、断路等故障现象。模拟脉冲发生电路还具有不带故障判断输出功能，MCU根据设定参数，通过外部I/O口扩展电路控制快速光耦继电器的开关，并根据设置控制快速光耦继电器的通断时间，控制快速光耦继电器切换断、短路状态，输出断、短路两种信号，以模拟脉冲表具的无故障报警的脉冲输出。当SHORT1信号为高电平、OPEN1与PULSE1均为低电平时，模拟脉冲发生电路输出电阻为零，输出短路信号；当SHORT1、OPEN1及PULSE1均为低电平时，模拟脉冲发生电路输出电阻为无穷大，输出断路信号。同时MCU进行计时或计量，当计时值或计量值达到设定时，停止输出。
所述模拟脉冲发生电路可模拟户用脉冲计量表在振动、水锤等发出的干扰脉冲信号。MCU控制快速光耦继电器发出标准脉冲信号，同时每100ms控制快速光耦继电器切换，使输出为与当前标准脉冲电平相反的状态，10ms后恢复为标准脉冲信号输出。
所述干扰脉冲是根据脉冲计量表实际工作环境中由于振动、水锤等原因指针发生抖动时脉冲传感器发出的一个干扰信号，定义为每100ms随机产生的脉冲宽度为10ms的方波，其状态与当前标准脉冲电平相反，脉冲电平幅度与标准脉冲一致。
所述模拟脉冲发生电路可实现实验室和现场数据采集器的在线测量。在实验室或现场，脉冲模拟发生器输出接口用连线接至数据采集器的输入接口，打开电源，并设定好相关参数后即可进行在线测量。
本具体实施方式
的脉冲模拟发生器共有16路相同的脉冲发生电路，可以模拟输出16路互用脉冲计量表所发生的脉冲信号。
本具体实施方式
的脉冲模拟发生器在电源、输出通道、外壳设计中还满足电磁兼容要求，设有如图3所示的包括压敏电阻RV、保护用瞬态电压吸收管TVS、放电管TED、静电保护器件PJLC的电磁兼容保护隔离电路，设置在快速光耦继电器输出端与脉冲发生器输出端之间，可对雷电，静电以及群脉冲等暂态过电流有泄放作用，并可对过电压起抑制作用，在进行电磁兼容测试时，防止电磁干扰影响脉冲模拟发生器正常工作。
可达到防静电、防雷击浪涌、防群脉冲的效果，确保仪器在受到电磁干扰时正常工作。其中防雷击浪涌的工作过程如下在没有浪涌信号时，放电管TED、防雷管TVS、压敏电阻RV都处于断路状态，不影响与之并联的被保护电路。当雷击浪涌信号加入时，电压超过压敏电阻RV标称值，流过压敏电阻RV的电流激增，以抑制电路中经常出现的异常过电压。随着浪涌信号峰值的增加，当瞬时电压超过放电管TED断态电压时，放电管TED产生雪崩效应，一旦瞬间电流超过开关电流，其电压即降为导通电压，大量的瞬间浪涌电流流过放电管TED1、TED2旁路至大地。雷击浪涌信号经过隔离电阻R1、R2后，防雷管TVS经受瞬态能量冲击时能极快地将其两端的阻抗降低，通过将能量吸收掉，从而把其两端间的电压箝制在标称的信号电位，以保护后端元件。经过多级保护，确保了信号的正常输出。
模拟脉冲发生器系统的工作流程如图4所示。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于上述说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，将本发明的基本思想和方法做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.一种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器，与基于脉冲采集技术的数据采集器相连接，包括MCU和分别与其连接的可显示操作界面和各种参数的LCD显示屏、用于设置和调整各种参数的键盘、用于输入输出数据的I/O口扩展电路，其特征是设有包括用于切换两种输出阻值信号的快速光耦继电器和提供两种输出阻值的电阻网络的模拟脉冲发生电路，输出模拟脉冲信号。
2.如权利要求1所述的可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器，其特征是还设有电磁兼容保护隔离电路，所述电磁兼容保护隔离电路设置在快速光耦继电器输出端与脉冲发生器输出端之间。
3.如权利要求1或2所述的可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器，其特征是所述电磁兼容保护电路包括压敏电阻、保护用瞬态电压抑制二极管、放电管、静电保护器件。
全文摘要
本发明公开了一种可模拟户用脉冲计量表的标准脉冲发生器，与基于脉冲采集技术的数据采集器相连接，包括MCU、LCD显示屏、键盘、I/O口扩展电路。设有包括用于切换两种输出阻值信号的快速光耦继电器和提供两种输出阻值的电阻网络的模拟脉冲发生电路，输出模拟脉冲信号。本发明可模拟住宅及工商业用户脉冲远传计量表信号，可连续定时或定量发出采样周期及占空比不同的无源脉冲信号，还可模拟脉冲计量表断路、短路等故障现象，以及模拟脉冲计量表在振动、水锤等发出的干扰脉冲信号，满足国家标准GB/T 20866－2007《基于户用脉冲计量表的数据采集器》中的测试要求。可在实验或现场环境下对数据采集器的计量性能进行有效测试，解决了验证数据采集器的计量准确性问题。
文档编号G01R29/02GK101082639SQ200710076298
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月2日 优先权日2007年7月2日
发明者宋崇全, 朱晓, 曾国清, 李春来 申请人:深圳汉光电子技术有限公司, 深圳市计量质量检测研究院