专利名称：电能表校验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能监测装置的电能测量装置，具体来说是一种电能表的校验装置。
背景技术：
目前的电能表校验装置的波形合成单元采用的门电路、计数器、分频器等很多外围逻辑电路合成一定频率的方波信号，由于用到很多分离元件造成布线复杂、成本高、功耗大，给生产、安装、维修等造成很多不便；由于波形存承在外部波形存储器中，数据读取不易控制，在波形合成过程中无法实现快速有效的控制。在相位切换过程中，由于无法控制切换时机，造成相位切换时输出剧烈抖动，严重时造成报警甚至损坏硬件。
另外，目前的电能表校验装置的误差处理单元主要完成被检表误差处理和简单控制，对于现有的负控终端等复杂设备已经无法实现有效控制，若增加额外的处理�？椋驮斐膳湎吆统杀镜脑黾�。误差计算单元采集被检表误差数据后通过RS485总线上传到上位机进行处理，RS485总线利用率低下，通信效率降低，系统可靠性差。并且由于利用时钟校验仪采集被检表的其它数据，表位越多走线越多，距离越远，这样造成布线复杂，可靠性降低，48表位以上的校验装置就无法实现。
此外，上位机与数据处理单元通过RS232进行数据交换，通过485总线与各个分控单元进行通信，通信速率低、误码率高，可靠性差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电能表校验装置，实现多表位的快速校验，使系统具有稳定性好、通信速度高、精确的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种电能表校验装置，包括波形合成单元、误差计算单元、上位机、数据处理单元，数据处理单元分别与波形合成单元、误差计算单元和上位机连接，其特征在于所述的波形合成单元为中央处理器控制的波形合成单元，中央处理器的计数器端口与方波合成电路连接，中央处理器还通过地址总线连接译码器，之后连接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出端连接运放电路，运放电路的输出连接功放电
路，功放电路用来输出电压电流信号，中央处理器的端口还连接有幅度基准电
路，幅度基准电路的输出端与D/A转换电路的输入端连接，数据处理单元通过CAN总线与波形合成单元、误差计算单元连接，数据处理单元与上位机通过以所述的波形合成单元的中央处理器还通过485总线连接继电器控制箱。
所述的误差计算单元为中央处理器控制的误差计算单元，误差计算单元的中央处理器具有连接被检表与标准表的计数器端口，误差计算单元的中央处理器还设置有与被检表连接的485接口，误差计算单元的中央处理器还设置有与数据处理单元连接的CAN接口 。
所述的数据处理单元采用的是中央处理器，数据处理单元的中央处理器设置有与标准表连接的232接口，数据处理单元的中央处理器通过232总线与GPS�？榱樱荽淼ピ闹醒氪砥鞯�1/0端口还连接有显示屏。
本实用新型电能表校验装置的波形合成单元采用中央处理器，大大简化外围电路，波形数据存放在中央处理器的内部SRAM区，数据存取的时间縮短，使波形快速灵活实现，且成本和功耗降低。采用交叉点移相技术实现移相，大大降低移相过程中的波形抖动，实现相位平稳过渡。误差计算单元采用中央处理器，通过CAN总线与数据处理单元实现数据交换，不需要用时钟校验仪就可以校验更多表位，速度快，精确度高。误差计算单元和波形合成单元与数据处理单元通过CAN总线实现数据交换，可以远距离通信，误码率低，可靠性高，总线利用率高。上位机通过高速以太网与数据处理单元进行通信，可以进行长距离通信，可靠性高，通信速度大大提高。
图l是本实用新型连接原理框图2是波形合成单元原理框图3是误差计算单元原理框具体实施方式
如图1所示，数据处理单元采用ARM7内核处理器LPC2300，处理器LPC2300通过232总线连接标准表，标准表的脉冲输入到处理器LPC2300的计数器，处理器LPC2300通过以太网MAC连接上位机，即计算机；处理器LPC2300通过CAN总线与波形合成单元、各个误差计算单元连接，波形合成单元的输出用来被检表和标准表提供电压电流；处理器LPC2300通过485总线与键盘、液晶显示、功耗模块、温湿度�？楹推渌�485总线单元连接，处理器LPC2300还通过232总线与GPS�？榱樱砥鱈PC2300的I/O端口上还接有显示屏。整个系统的工作过程如下所述数据处理单元处理器LPC2300通过高速以太网与计算机通信，接收到用户所设置的信息，处理器LPC2300与波形合成单元通过高速CAN总线实现数据通信，波形合成单元将输出的电压和龟流给标准表和被检表，标准表的脉冲和被检表的脉冲输送给相对应的误差计算单元，各个误
4差计算单元通过CAN总线与处理器LPC2300进行数据交换，处理器LPC2300将收到的各种数据整理打包后通过以太网回送到计算机。GPS�？榻邮毡曜际奔洌美锤喙δ鼙硎谑保曜急硗ü�232总线与处理器LPC2300通信，标准表的脉冲输入处理器LPC2300的计数器，通过显示屏显示当前输出的电压、电流、功率等数据。功耗�？橛美床饬勘患毂淼墓β氏模率饶？椴饬勘患毂淼牡鼻盎肪车奈露群褪龋庑┠？椴饬康氖萃ü�485数据输送到处理器LPC2300，处理器LPC2300通过以太网和计算机进行通信。当用户不用计算机时，可通过键盘输入各个设置参数。
如图2所示，波形合成单元中，控制核心采用ARM7TDMI的处理器STR710FZ2，处理器STR710FZ2的定时器端口连接方波合成电路，方波合成电路即晶振连接分频器，再连接锁相环，锁相环连接处理器STR710FZ2的定时器1端口，锁相环还与定时器2端口连接。处理器STR710FZ2通过485总线与继电器控制箱连接，处理器STR710FZ2通过地址总线和译码器连接6个16位D/A的输入端，处理器STR710FZ2的SPI端口连接8路基准LTC2600，8路基准LTC2600的输出端连接运放电路的输入端，运放电路的输出端连接连接6个16位D/A转换电路的输入端，16位D/A转换电路的输出端与运放电路输入端连接，运放电路的输出端与功放电路的输入端连接，功放电路的输出用来给标准表和被校表提供电压电流信号。处理器STR710FZ2还通过CAN总线、232总线与数据处理单元连接。处理器STR710FZ2的端口还连接有其它外围电路。
波形合成单元的工作原理如图2所示处理器STR710FZ2通过CAN总线接收到数据处理单元的信息后，经过内部计算得到合适的电压、电流的档位，通过485总线使继电器控制箱设置到合适的档位；晶振的输出信号经分频器分频，再经过锁相环(74HC4046)实现倍频，倍频后的频率信号又输送给锁相环，锁相环再将此频率信号输送给定时器2，经过定时器2处理后输出取点信号频率。处理器STR710FZ2通过程序设定定时器1和定时器2的分频数，经过程序计算即得取点信号频率，处理器STR710 FZ2内部SRAM区建立6个波形表，分别对应三相电压UA,UB，UC和三相电流IA,IB,IC， STR710FZ2釆样到取点频率信号后分别从这六个波形表中取出一个波形数据，通过地址总线和译码器完成对六个D/A转换电路的指定，然后送到对应的16位D/A转换电路，处理器STR710FZ2的端口与8路基准LTC2600连接，通过8路基准LTC2600控制输出电压电流的幅度，8路基准LTC2600的输出经运放电路给16位D/A转化电路提供一个基准，16位D/A转换电路的输出再经过运放电路，将波形信号放大到所需要的幅度，之后输入功放电路，将波形信号提高到一定的带负
5载能力，输出需要的的电压电流信号。处理器STR710FZ2还另外设置有232接口和485接口以备用。
如图3所示，误差计算单元核心采用ARM公司最新的Cortex-M3内核处理器LM3S2139，处理器LM3S2139通过CAN总线与数据处理单元连接，处理器LM3S2139通过485总线与被检表连接，标准表的脉冲输出端与处理器LM3S2139的计数器1连接，被检表的脉冲输出端与处理器LM3S2139的计数器2、 4、 5连接，处理器LM3S2139的I0 口连接限流电阻、再连接驱动电路、之后连接数码管，处理器LM3S2139的I0 口还连接有表位短路环，PLL 口连接备用晶振。处理器LM3S2139的端口还连接有其它控制电路。误差计算单元的工作原理标准表的高频脉冲输入计数器1，被检表电子脉冲输入计数器2，计数器3预留一路高频脉冲输入，被检表时钟脉冲输入计数器4，被检表需量周期脉冲输入计数器5;高稳晶振脉冲(lMHz)通过驱动门输入计数器6，用于计时日计时误差。误差计算单元在接收到被检表与标准表的脉冲后，在一定时间内将计量的被检表的脉冲与标准表的脉冲对比，计算出误差，并在数码管上显示出来被检表的误差数据、时钟频率、日计时误差等，同时处理器LM3S2139将通过485总线接收到的被检表的其它通信数据通过485总线发送到被检表，完成被检表的部分校验，然后处理器LM3S2139将被检表回送的数据通过CAN总线回送到数据处理单元。处理器LM3S2139的另一路485接口作为备用来开发将来的负控终端装置，IO 口所接的表位短路环使每个误差单元与所测表位相对应。
权利要求1. 一种电能表校验装置，包括波形合成单元、误差计算单元、上位机、数据处理单元，数据处理单元分别与波形合成单元、误差计算单元和上位机连接，其特征在于所述的波形合成单元为中央处理器控制的波形合成单元，中央处理器的计数器端口与方波合成电路连接，中央处理器还通过地址总线连接译码器，之后连接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出端连接运放电路，运放电路的输出连接功放电路，功放电路用来输出电压电流信号，中央处理器的端口还连接有幅度基准电路，幅度基准电路的输出端与D/A转换电路的输入端连接，数据处理单元通过CAN总线与波形合成单元、误差计算单元连接，数据处理单元与上位机通过以太网连接。
2. 根据权利要求1所述的电能表校验装置，其特征在于所述的波形合成单元的中央处理器还通过485总线连接继电器控制箱。
3. 根据权利要求1或2所述的电能表校验装置，其特征在于所述的误差计算单元为中央处理器控制的误差计算单元，误差计算单元的中央处理器具有连接被检表与标准表的计数器端口，误差计算单元的中央处理器还设置有与被检表连接的485接口，误差计算单元的中央处理器还设置有与数据处理单元连接的C認接口。
4. 根据权利要求3所述的电能表校验装置，其特征在于所述的数据处理单元采用的是中央处理器，数据处理单元的中央处理器设置有与标准表连接的232接口，数据处理单元的中央处理器通过232总线与GPS�？榱樱荽淼ピ闹醒氪砥鞯�1/0端口还连接有显示屏。
专利摘要本实用新型公开了一种电能表校验装置，包括波形合成单元、误差计算单元、上位机、数据处理单元，数据处理单元分别与波形合成单元、误差计算单元和上位机连接，其中，所述的波形合成单元为中央处理器控制的波形合成单元，中央处理器的计数器端口与方波合成电路连接，中央处理器还通过地址总线连接译码器，之后连接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出端连接运放电路，运放电路的输出连接功放电路，功放电路用来输出电压电流信号，中央处理器的端口还连接有幅度基准电路，幅度基准电路的输出端与D/A转换电路的输入端连接，数据处理单元通过CAN总线与波形合成单元、误差计算单元连接，数据处理单元与上位机通过以太网连接。本实用新型波形合成单元采用中央处理器，大大简化外围电路，使波形快速灵活实现，且成本和功耗降低，数据处理单元通过CAN总线与各个单元实现数据交换，远距离通信，误码率低，总线利用率和可靠性高，并且可以校验更多表位，通信速度大大提高。
文档编号G01R35/04GK201285444SQ20082022083
公开日2009年8月5日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者张力阵 申请人:郑州三晖电气有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
