一种电能表检测设备的扫频波形输出方法及系统与流程

1.本发明涉及电能检测技术领域，具体涉及一种电能表检测设备的扫频波形输出方法及系统。


背景技术：

2.电能表检定通过电能表检测设备按照检定规程输出需要的工况及波形进行误差及功能检测。其中在ir46标准中有高次谐波试验，要求连续的高频扫频信号叠加到正常误差检测电路中，传统的方法是添加额外的谐波发生器进行信号叠加，此方法带来了硬件成本的提升；或是信号发生器直接输出带谐波波形，但是每次需要重新关源计算后再输出，造成扫频波形实际是不连续的，实质是在不同工况单独测试，时间上增加且不符号扫频的定义。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：传统的电能表检定方法是添加额外的谐波发生器进行信号叠加，或是信号发生器直接输出带谐波波形，但是每次需要重新关源计算后再输出，造成扫频波形不连续，还有硬件成本的提升；本发明目的在于提供一种电能表检测设备的扫频波形输出方法及系统，通过在电能表检测设备未升源阶段和升源阶段，对谐波波形分别进行参数配置和运行，经过取数，计算等过程实现电能表检测设备输出谐波的累加值以输出连续的扫频波形，无需额外的谐波发生器进行信号叠加，节省硬件成本。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.本方案提供一种电能表检测设备的扫频波形输出方法，包括：
6.步骤一：在电能表检测设备未升源阶段，配置谐波配置参数和谐波运行参数；
7.步骤二：在电能表检测设备升源阶段，每隔时间t检测谐波运行参数是否与谐波配置参数一致；若不一致，则将当前谐波运行参数同步成谐波配置参数；
8.获取电能表检测设备升源阶段的谐波输出参数；
9.步骤三：基于谐波输出参数计算出各谐波次数的输出角度jh；
10.步骤四：从各谐波次数的输出角度jh中取数，计算并输出谐波的累加值。
11.本方案工作原理：传统的电能表检定方法是添加额外的谐波发生器进行信号叠加，或是信号发生器直接输出带谐波波形，但是每次需要重新关源计算后再输出，造成扫频波形不连续，还有硬件成本的提升；本发明目的在于提供一种电能表检测设备的扫频波形输出方法及系统，通过在电能表检测设备未升源阶段和升源阶段，对谐波波形分别进行参数配置和运行，经过取数，计算等过程实现电能表检测设备输出谐波的累加值，使得无需额外的谐波发生器进行信号叠加，节省硬件成本；通过实时配置计算完成扫频波形，缩短检测时间；能满足各类谐波及波形的动态变换。
12.本技术中所述的未升源阶段指的是电能表检测设备未接通谐波发生模块的电源，升源阶段指的是电能表检测设备接通谐波发生模块的电源，电能表检测设备可以产生相应
谐波。
13.进一步优化方案为，所述谐波配置参数包括：谐波配置含量hrc、波形配置幅度hjc、谐波配置角度ac、波形配置角度jc和谐波配置频率fc；
14.谐波运行参数均包括：谐波运行含量hrr、波形运行幅度hjr、谐波运行角度ar、波形运行角度jr和谐波运行频率fr。
15.进一步优化方案为，步骤二中将当前谐波运行参数同步成谐波配置参数时，遵循的变换逻辑包括：
16.如果m＞n且m-n＞l,则m＝m-l；
17.如果m＞n且m-n≤l,则m＝n；
18.如果m≤n且m-n＞l,则m＝m+l；
19.如果m≤n且m-n≤l,则m＝n；
20.其中，l为预设变换尺度，n为hrc、hjc、ac、jc或fc；m为与n对应的hrr、hjr、ar、jr或fr。
21.在进行当前谐波运行参数同步成谐波配置参数时，各个谐波配置参数和谐波运行参数均适用于上述变换逻辑，只是当n为hrc，时m为与n对应的hrr；当n为hjc时；m为与n对应的hjr；当n为ac时，m为与n对应的ar；当n为jc时，m为与n对应的jr；当n为fc时，m为与n对应的fr。
22.本方案无需额外的谐波发生器进行信号叠加，节省硬件成本；通过实时配置预设变换尺度l和其他参数计算完成扫频波形，缩短检测时间；能满足各类谐波及波形的动态变换，波形平滑过渡，没有突变及抖动。
23.进一步优化方案为，所述谐波输出参数包括：电能表检测设备升源阶段中的波形累积角度、波形运行角度和谐波运行角度。
24.进一步优化方案为，所述波形累积角度基于谐波运行频率fr和波形采样率f获得：
25.波形累积角度js＝js+360
°
*fr/f。
26.进一步优化方案为，步骤三中各谐波次数的输出角度jh为：
27.jh＝js+jc+hjc。
28.进一步优化方案为，步骤四包括过程：
29.对谐波次数的输出角度jh进行正弦数值取数；
30.基于正弦数值取数、谐波运行含量hrr和波形运行幅度hjr计算当前谐波的累加值并输出。
31.本方案还一种电能表检测设备的扫频波形输出系统，用于实现上述方案所述的电能表检测设备的扫频波形输出方法，包括：
32.参数模块，用于在电能表检测设备未升源阶段，配置谐波配置参数和谐波运行参数；
33.检测同步模块，用于在电能表检测设备升源阶段，每隔时间t检测谐波运行参数是否与谐波配置参数一致；若不一致，则将当前谐波运行参数同步成谐波配置参数；
34.检测同步模块还用于获取电能表检测设备升源阶段的谐波输出参数；
35.计算模块，用于基于谐波输出参数计算出各谐波次数的输出角度jh；
36.输出模块，用于从各谐波次数的输出角度jh中取数，计算并输出谐波的累加值。
37.进一步优化方案为，所述参数模块包括：
38.谐波含量配置模块、波形幅度配置模块、谐波角度配置模块、波形角度配置模块和谐波频率配置模块；谐波含量运行模块、波形幅度运行模块、谐波角度运行模块、波形角度运行模块和谐波频率运行模块。
39.进一步优化方案为，所述电能表检测设备适用于ir46标准。
40.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
41.本发明提供的一种电能表检测设备的扫频波形输出方法及系统，针对应用于ir46电能表检测设备，提供新的扫频波形输出方法，使得无需额外的谐波发生器进行信号叠加，节省硬件成本；通过实时配置计算完成扫频波形，缩短检测时间；能满足各类谐波及波形的动态变换，波形平滑过渡，没有突变及抖动。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
43.图1为电能表检测设备的扫频波形输出方法流程示意图；
44.图2为电能表检测设备的扫频波形输出系统工作原理图。
具体实施方式
45.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
46.电能表检定过程在ir46标准中有高次谐波试验，要求连续的高频扫频信号叠加到正常误差检测电路中，传统的方法是添加额外的谐波发生器进行信号叠加，此方法带来了硬件成本的提升；或是信号发生器直接输出带谐波波形，但是每次需要重新关源计算后再输出，造成扫频波形实际是不连续的，实质是在不同工况单独测试，时间上增加且不符号扫频的定义。
47.为解决上述技术问题，本发明提供以下实施例：
48.实施例1
49.本实施例提供一种电能表检测设备的扫频波形输出方法，如图1所示，包括：
50.步骤一：在电能表检测设备未升源阶段，配置谐波配置参数和谐波运行参数；
51.步骤二：在电能表检测设备升源阶段，每隔时间t检测谐波运行参数是否与谐波配置参数一致；若不一致，则将当前谐波运行参数同步成谐波配置参数；
52.获取电能表检测设备升源阶段的谐波输出参数；
53.步骤三：基于谐波输出参数计算出各谐波次数的输出角度jh；
54.步骤四：从各谐波次数的输出角度jh中取数，计算并输出谐波的累加值。
55.所述谐波配置参数包括：谐波配置含量hrc、波形配置幅度hjc、谐波配置角度ac、波形配置角度jc和谐波配置频率fc；
56.谐波运行参数均包括：谐波运行含量hrr、波形运行幅度hjr、谐波运行角度ar、波形
运行角度jr和谐波运行频率fr。
57.步骤二中将当前谐波运行参数同步成谐波配置参数时，遵循的变换逻辑包括：
58.如果m＞n且m-n＞l,则m＝m-l；
59.如果m＞n且m-n≤l,则m＝n；
60.如果m≤n且m-n＞l,则m＝m+l；
61.如果m≤n且m-n≤l,则m＝n；
62.其中，l为预设变换尺度，n为hrc、hjc、ac、jc或fc；m为与n对应的hrr、hjr、ar、jr或fr。
63.所述谐波输出参数包括：电能表检测设备升源阶段中的波形累积角度、波形运行角度和谐波运行角度。
64.所述波形累积角度基于谐波运行频率fr和波形采样率f获得：
65.波形累积角度js＝js+360
°
*fr/f。
66.步骤三中各谐波次数的输出角度jh为：
67.jh＝js+jc+hjc。
68.步骤四包括过程：
69.对谐波次数的输出角度jh进行正弦数值取数；
70.基于正弦数值取数、谐波运行含量hrr和波形运行幅度hjr计算当前谐波的累加值并输出。
71.实施例2
72.本实施例提供一种电能表检测设备的扫频波形输出系统，用于实现上一实施例所述的电能表检测设备的扫频波形输出方法，如图2所示，包括：
73.参数模块，用于在电能表检测设备未升源阶段，配置谐波配置参数和谐波运行参数；所述参数模块包括配置模块和运行模块；
74.配置模块有谐波含量配置模块、波形幅度配置模块、谐波角度配置模块、波形角度配置模块和谐波频率配置模块；运行模块有谐波含量运行模块、波形幅度运行模块、谐波角度运行模块、波形角度运行模块和谐波频率运行模块。
75.检测同步模块，用于在电能表检测设备升源阶段，每隔时间t检测谐波运行参数是否与谐波配置参数一致；若不一致，则将当前谐波运行参数同步成谐波配置参数；
76.检测同步模块还用于获取电能表检测设备升源阶段的谐波输出参数；
77.计算模块，用于基于谐波输出参数计算出各谐波次数的输出角度jh；
78.输出模块，用于从各谐波次数的输出角度jh中取数，计算并输出谐波的累加值。
79.所述电能表检测设备适用于ir46标准。
80.本实施例的系统还包括：信号发生器，其波形采样率为f，参数控制模块(参数控制模块包含变换时间t、变换尺度l两个参数)，波形累积角度模块js，正弦数值模块，计算模块以及输出模块；
81.首先对谐波及波形参数进行配置：
82.如果在未升源阶段，配置模块和运行模块直接生效；如果在升源阶段，配置模块直接生效，如果运行模块参数和配置模块数据不一致，则通过参数控制模块将配置模块数据同步到运行模块；其中，变换时间t及变换尺度l参数表征的是从配置模块数据到运行模块数据的速度快慢，具体为每隔一段变换时间，数据经过变换尺度进行加减。
83.在升源中，波形累积角度模块一直进行角度累积，再加上波形运行角度以及谐波运行角度计算出最终当前对应谐波次数的输出角度jh。波形累积角度模块是从升源开始进行累积，累积以流水线形式从1到64次谐波依次进行累积，同时根据谐波运行以及波形运行角度，依次计算出1到64次输出谐波的最终角度。
84.根据各谐波次数的输出角度依次从正弦数值模块取数；也是流水线进行取数，可根据ram预存储正弦数值或者实时计算得到对应角度的正弦值。
85.最后将正弦数值模块中的数值通过计算模块计算出当前输出点位各谐波的累加值，最终通过输出模块进行输出。
86.综上所述，本发明公开了一种应用于ir46电能表检定装置扫频波形输出系统，使得无需额外的谐波发生器进行信号叠加，节省硬件成本；通过实时配置计算完成扫频波形，缩短检测时间；能满足各类谐波及波形的动态变换，波形平滑过渡，没有突变及抖动。
87.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。