一种基于双通道电参量同步采样的标准表及测量方法与流程

本发明涉及电能计量，并且更具体地，涉及一种基于双通道电参量同步采样的标准表及测量方法。

背景技术：

1、电能表自动化检定系统是计量生产自动化系统的核心系统，它是综合自动化控制技术、传感器技术、计算机技术等的自动化控制系统，能够实现对国家法定计量器具之一的电子式电能表实现全过程无人参与、流水线式的检定工作模式，满足国家计量检定规程规定的计量性能、功能等试验项目和试验要求。流水线检定系统中检定装置的检定校准方式直接影响着电能表的检定效率。目前流水线系统检定校准时，需要用标准电能表在相关表位进行测量，这将中断正常的电能表流水线检定系统工作业务，影响电能表的检定效率。

2、此外，传统的标准表采用单通道进行功率采样，单通道采样的方式存在以下缺点：无法同时比较两个不同信号的特性，无法消除由于触发延迟或时钟偏差引起的相位误差，这可能导致电能测量的不准确。此外，在全功率因数测量方面，由于高功率因数和低功率因数运行时，电流相差较大，电流互感器在测量时会出现较大的温度差异，造成电流采样不准确。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种基于双通道电参量同步采样的标准表，所述标注表，包括：电流互感器、电压互感器、信号处理模块、双通道信号同步采样模块、中央处理器和时钟模块；

2、所述电流互感器和电压互感器用于连接待测电路，所述电流互感器用于测量电路中的电流信号，并将所述电流信号上传至所述信号处理模块，所述电压互感器用于测量电路中的电压信号，并将所述电压信号上传至所述信号处理模块，所述信号处理模块用于对所述电流信号和电压信号进行转换，生成测量电流信号和测量电压信号，所述双通道信号同步采样模块用于对生成的所述测量电流信号和所述测量电压信号，进行同步采样，并滤除所述测量电流信号和测量电压信号中的噪音，并将滤除噪音的所述测量电流信号和测量电压信号上传至中央处理，所述时钟模块用于计量所述测量电流信号和所述测量电压信号的时间戳，并根据所述测量电流信号和所述测量电压信号计算出电能消耗的时间，所述中央处理器用于对滤除噪音的所述测量电流信号、所述测量电压信号、时间戳和电能消耗的时间进行计算，生成测量数据。

3、可选的，标准表，还包括：温度监测模块、存储模块、电源模块、显示模块和通信模块；

4、所述温度监测模块，包括：第一温度监测模块和第二温度监测模块，所述第一温度监测模块用于监测电流传感器的温度值，所述第二温度监测模块用于测量电压传感器的温度值。

5、可选的，信号处理模块，包括：第一信号处理模块和第二信号处理模块，所述第一信号处理模块用于将电流信号转换为测量电流信号，所述第二信号处理模块用于将所述电压信号转换为测量电压信号。

6、可选的，电流互感器，包括：壳体、铁芯、导电线缆、弹性导热管、接线端子、注液孔、光源、感光元件；

7、所述壳体内部设置有铁芯、导电线缆、弹性导热管、光源和感光元件；

8、所述壳体的外侧设置有两个接线端子以及两个注液孔；

9、所述导电线缆缠绕设置在铁芯的外侧；

10、所述弹性导热管缠绕设置在铁芯的外侧，且设置于导电线缆每匝的中间；

11、所述导电线缆的两端分别与两个接线端子连接；

12、所述弹性导热管的两端分别与两个注液孔连接；

13、所述壳体和铁芯均为环形结构；

14、所述弹性导热管的外径尺寸大于导电线缆的外径尺寸；

15、所述弹性导热管，包括：弹性导热壳和导热液体。

16、所述弹性导热壳的材质为绝缘弹性材质。

17、所述导热液体为绝缘导热流体，所述导热液体的热膨胀系数随温度的增高而增高。

18、光源和感光元件分别位于铁芯的两侧；

19、可选的，光源的输出端与感光元件的感测端同轴，所述光源的输出光经由所述弹性导热管与导电线缆之间的间隙传输至所述感光元件的感测端。

20、可选的，光源和感光元件位于铁芯的同一侧且位置不相同，所述铁芯的另一侧设置有反光镜，所述光源正对所述反光镜，所述光源的输出光经由所述弹性导热管与所述导电线缆之间的间隙传输至所述反光镜；

21、所述反光镜角度可调整，用于将反射光经由与前述间隙不同的间隙传输至所述感光元件的感测端。

22、可选的，壳体与弹性导热管之间设置有绝缘挡板，铁芯一侧的光源的输出光仅能通过所述弹性导热管与所述导电线缆之间的间隙传输至铁芯的另一侧。

23、可选的，双通道信号同步采样模块，包括：低通滤波器和双通道高速数据采集单元；

24、所述双通道高速数据采集单元，包括：信号传输通道、信号处理电路、fpga信号采集控制单元、fmc连接器和数据缓存单元，用于同步获取待测电路中的测量电压信号和测量电流信号。

25、可选的，测量数据，包括：电压数据、电流数据、功率数据和电量数据。

26、再一方面，本发明还提出了一种使用如上述一种基于双通道电参量同步采样的标准表的测量方法，包括：

27、通过电流互感器和电压互感器连接待测电路，通过电流互感器测量电路中的电流信号，并将所述电流信号上传至所述信号处理模块，通过电压互感器测量电路中的电压信号，并将所述电压信号上传至所述信号处理模块；

28、通过信号处理模块对所述电流信号和电压信号进行转换，生成测量电流信号和测量电压信号；

29、通过双通道信号同步采样模块对生成的所述测量电流信号和所述测量电压信号，进行同步采样，并滤除所述测量电流信号和测量电压信号中的噪音，并将滤除噪音的所述测量电流信号和测量电压信号上传至中央处理；

30、通过时钟模块计量所述测量电流信号和所述测量电压信号的时间戳，并根据所述测量电流信号和所述测量电压信号计算出电能消耗的时间；

31、通过中央处理器对滤除噪音的所述测量电流信号、所述测量电压信号、时间戳和电能消耗的时间进行计算，生成测量数据；

32、所述测量数据，包括：电压数据、电流数据、功率数据和电量数据。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

34、本发明提供了一种基于双通道电参量同步采样的标准表，所述标注表，包括：电流互感器、电压互感器、信号处理模块、双通道信号同步采样模块、中央处理器和时钟模块；所述电流互感器和电压互感器用于连接待测电路，所述电流互感器用于测量电路中的电流信号，并将所述电流信号上传至所述信号处理模块，所述电压互感器用于测量电路中的电压信号，并将所述电压信号上传至所述信号处理模块，所述信号处理模块用于对所述电流信号和电压信号进行转换，生成测量电流信号和测量电压信号，所述双通道信号同步采样模块用于对生成的所述测量电流信号和所述测量电压信号，进行同步采样，并滤除所述测量电流信号和测量电压信号中的噪音，并将滤除噪音的所述测量电流信号和测量电压信号上传至中央处理，所述时钟模块用于计量所述测量电流信号和所述测量电压信号的时间戳，并根据所述测量电流信号和所述测量电压信号计算出电能消耗的时间，所述中央处理器用于对滤除噪音的所述测量电流信号、所述测量电压信号、时间戳和电能消耗的时间进行计算，生成测量数据。本发明通过两个通道进行同步采样，可以减小或消除由于触发延迟或时钟偏差引起的相位误差，提高数据测量的准确性。