一种基于卫星授时的单相电表时钟调校工装的制作方法

1.本实用新型涉及智能电表技术领域，尤其涉及一种基于卫星授时的单相电表时钟调校工装。


背景技术：

2.智能电表在当今智能化社会中充当着不可或缺的角色，作为计量设备，而不仅仅只是计量，它往往伴随着许多功能，而这些功能辅助着计量，充当着不可或缺的作用，如时钟。电表的时钟需要精确的计时，常温下时钟准确度不应超过
±
0.5s/24h，在工作温度范围-25℃～+55℃内，时钟准确度随温度的改变量不应超过
±
0.1s/℃/24h。目前电价一般实行分时段收费，用电高峰时，假如时间记录不准确，会产生各种各样的问题。环境温度会对普通石英晶振器件产生温度漂移，普通石英晶振在不同温度下表现出来的振荡频率会对电表时钟准确度产生致命影响。单相电能表硬件设计平台中，芯片内部硬时钟补偿曲线不能完全满足高精度日计时标准要求，为了对单相电能表日计时误差的精确补偿，一般需要在高低温试验箱中对日计时进行测试，并通过软件补偿曲线方式来进行时钟校准。
3.现有的电表测试方法通常是将电表挂接在检定装置台上，通过检定装置台的电源给电表供电，并将检定装置台的时钟测试线和rs485测试线与电表的测试辅助端子通过鳄鱼夹连接，进行时钟的误差测试和调校。
4.在实现本实用新型过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：
5.现有的智能电表时钟调校装置成本高，且不方便在高低温环境下进行批量实时数据采集和调测。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种基于卫星授时的单相电表时钟调校工装，以解决现有技术中存在的智能电表时钟调校装置成本高，且不方便在高低温环境下进行批量实时数据采集和调测的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
8.本实用新型提供的一种基于卫星授时的单相电表时钟调校工装，包括表架、主控模块和上位机；所述表架位于高低温箱内，能够装载多台单相电表；所述表架、主控模块均与所述上位机通信连接；所述主控模块能够接收卫星授时信号，作为所述单相电表进行时钟校准的基准源；所述主控模块采集多台所述单相电表的时钟秒脉冲信号，通过与所述卫星授时信号比对进行多台所述单相电表的时钟校准。
9.优选的，所述表架包括多个表位和分控模块，所述表位与所述单相电表电连接，所述分控模块通过电源线、时钟秒脉冲线和rs485信号线与多个所述表位连接。
10.优选的，所述主控模块包括电源接口、秒脉冲信号接口和rs485接口；所述主控模块通过所述电源接口为所述表架供电，通过所述秒脉冲信号接口采集所述单相电表的时钟
秒脉冲数据，还通过所述rs485接口与所述分控模块、上位机通信连接。
11.优选的，所述分控模块还包括继电器，所述主控模块通过所述继电器对所述单相电表的电源以及秒脉冲信号采集通道的通断进行控制。
12.优选的，所述主控模块、分控模块的控制芯片型号均为at32f403vgt6。
13.优选的，所述主控模块、分控模块均配置有温补晶振。
14.优选的，所述表架能够同时装载25台所述单相电表。
15.优选的，所述上位机通过usb转rs485转接线与所述主控模块、分控模块连接；所述上位机能够分别向所述主控模块、单相电表下发测试指令和读写指令。
16.优选的，所述时钟调校工装还包括gps/北斗模块，所述gps/北斗模块以卫星授时信号作为时钟标准源，所述卫星授时信号通过卫星授时接口、授时信号线输入所述主控模块，为所述单相电表的时钟校准提供基准源。
17.优选的，所述高低温箱能够调节所述单相电表的环境温度。
18.实施本实用新型上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
19.本实用新型通过表架装载不同数量的单相电表，便于进行批量化灵活调测，还可以通过高低温箱设定单相电表调测时的环境温度，降低了调测成本。同时，以卫星授时信号作为单相电表时钟校准的基准源，有效确保调校的精确性和可靠性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
21.图1是本实用新型实施例的原理框图；
22.图2是本实用新型实施例的分控模块控制芯片引脚图；
23.图3是本实用新型实施例的分控模块rs485接口电路图；
24.图4是本实用新型实施例的分控模块继电器电路图；
25.图5是本实用新型实施例的分控模块电源及秒脉冲接口电路图；
26.图6是本实用新型实施例的gps/北斗模块的电路图；
27.图7是本实用新型实施例的主控模块控制芯片引脚图；
28.图8是本实用新型实施例的主控模块rs485接口电路图；
29.图9是本实用新型实施例的主控模块采集信道电路图；
30.图10是本实用新型实施例的时钟调校工装供电电路图；
31.图11是本实用新型实施例的单相电表供电驱动电路图；
32.图12是本实用新型实施例的主控模块接口电路图；
33.图13是本实用新型实施例的第一组单相电表的供电电路图；
34.图14是本实用新型实施例的第二组单相电表的供电电路图；
35.图15是本实用新型实施例的第三组单相电表的供电电路图；
36.图16是本实用新型实施例的第四组单相电表的供电电路图；
37.图17是本实用新型实施例的第五组单相电表的供电电路图；
38.图18是本实用新型实施例的第一组单相电表的时钟秒脉冲电路图；
39.图19是本实用新型实施例的第二组单相电表的时钟秒脉冲电路图；
40.图20是本实用新型实施例的第三组单相电表的时钟秒脉冲电路图；
41.图21是本实用新型实施例的第四组单相电表的时钟秒脉冲电路图；
42.图22是本实用新型实施例的第五组单相电表的时钟秒脉冲电路图。
具体实施方式
43.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。
44.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.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，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
46.实施例一：
47.如图1所示，本实用新型提供了一种基于卫星授时的单相电表时钟调校工装，包括表架、主控模块和上位机。表架位于高低温箱内，高低温箱能够根据调校测试的需要调节单相电表的环境温度，从而实现了电表在高低温环境下的灵活调测。能够装载多台单相电表，实际调测过程中可根据装载所需数量的电表，实现批量化灵活调测，降低了调测成本。表架、主控模块均与上位机通信连接，上位机可为台式电脑、一体机、笔记本电脑等处理设备，便于实现对整个调测过程的操作和控制。主控模块能够接收卫星授时信号，作为单相电表进行时钟校准的基准源，卫星授时信号的时钟校准精度高，确保调校的精确性和可靠性。主控模块采集多台单相电表的时钟秒脉冲信号，通过与卫星授时信号比对进行多台单相电表的时钟校准，实现对卫星授时信号的利用和单相电表的时钟调校。本实用新型通过表架装载不同数量的单相电表，便于进行批量化灵活调测，还可以通过高低温箱设定单相电表调测时的环境温度，降低了调测成本。同时，以卫星授时信号作为单相电表时钟校准的基准源，有效确保调校的精确性和可靠性。
48.作为可选的实施方式，表架包括多个表位和分控模块，如图2所示为分控模块芯片
的引脚图，表位与单相电表电连接，分控模块通过电源线、时钟秒脉冲线和rs485信号线与多个表位连接，然后由分控模块接口位固定再对外引出，从而分控模块与主控模块、上位机连接后即实现了单相电表与主控模块、上位机之间的连接。电源线实现对单相电表的供电，时钟秒脉冲线实现单相电表的时钟秒脉冲信号采集，分控模块通过图4中的j6、j7接口与5组单相电表连接(j6接口为16pin，2引脚悬空；j7接口为12pin，11、12引脚接地，从而共有25个引脚接单相电表，与表位数量一致)j6接口与分控模块控制芯片的91～77引脚、29～43引脚连接，j7接口与主控模块的96～92引脚、1～5引脚、44～48引脚、57～61引脚连接，其中电源线的连接电路图如图13～17所示，时钟秒脉冲信号线的连接电路图如图18～22所示。rs485信号线实现对单相电表数据的抄读，图3所示为分控模块的rs485电路图，即分控模块控制芯片通过55、56引脚提供了rs485接口。表架能够同时装载25台单相电表，表架设置有25个表位，优选为5行5列的布置方式，从而形成5组单相电表，可一次调测5只单相电表，便于进行多个单相电表的调测作业，当然，也可以根据实际使用需要在表架设置其他布置方式或表位数量，如20个、30个等，此处不再赘述。
49.作为可选的实施方式，主控模块包括电源接口(如图10～12所示)、秒脉冲信号接口(如图9、12所示)和rs485接口(如图8、12所示)；主控模块通过电源接口为表架供电，单相电表的驱动电路与主控模块控制芯片的57引脚、58引脚连接。如图9所示，主控模块通过秒脉冲信号接口采集单相电表的时钟秒脉冲数据，主控模块通过j3接口与5组单相电表连接，j3接口即为脉冲信号接口，5组单相电表分别与主控模块控制芯片的15、16、17、18和33引脚连接。主控模块还通过rs485接口与分控模块、上位机通信连接，主控模块控制芯片通过55、56引脚引出rs485接口电路，当然与分控模块、上位机之间连接的rs485接口可以共用，也可单独设置，即有两个rs485接口。
50.作为可选的实施方式，如图5所示，分控模块还包括继电器，继电器与分控模块控制芯片的64引脚、65引脚连接，主控模块通过继电器对单相电表的电源以及秒脉冲信号采集通道的通断进行控制。分控模块接收到主控模块的控制信号后，分控模块控制继电器发生相应跳变，实现主控模块对电表电源以及秒脉冲信号采集通道的控制。
51.作为可选的实施方式，如图2、图7所示，主控模块、分控模块的控制芯片型号均为at32f403vgt6，共有100个引脚。主控模块、分控模块均配置有温补晶振，温补晶振通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减，温补晶振的精度优选为
±
0.5ppm，从而确保调校工装采集数据的精确性和可靠性。
52.作为可选的实施方式，上位机通过usb转rs485转接线与主控模块、分控模块连接，如图3、图8所示，分控模块、主控模块均有rs485接口电路，通过usb转rs485转接线，实现了与上位机usb接口之间的通讯连接。上位机能够分别向主控模块、单相电表下发测试指令和读写指令。基于现有技术中的上位机软件，上位机可通过主控模块的rs485接口向主控模块下发测试指令，主控模块收到测试指令后，根据实际需求，对分控模块下发相应的控制信号，控制分控模块上相应继电器进行开/关跳变，实现对电表电源开/关以及秒脉冲采集通道的控制。当然，上位机还可通过分控模块的rs485接口直接对表架上的电表下发读写指令，实现对电表数据直接抄读的操作。
53.作为可选的实施方式，如图6所示，时钟调校工装还包括gps/北斗模块，gps/北斗模块以卫星授时信号作为时钟标准源，卫星授时信号通过卫星授时接口、授时信号线输入
主控模块，为单相电表的时钟校准提供基准源。gps/北斗模块的接收机负责接收卫星天线传输的射频信号，然后进行变频解调等信号处理，提供pps信号进行同步。pps信号通过jp1、jp2插口输出gps clk in信号，并通过主控模块控制芯片的34引脚输入主控模块，为电表时钟校准提供精确的基准源。
54.实施例仅是一个特例，并不表明本实用新型就这样一种实现方式。
55.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。