一种单相电能表的快速校表方法技术

一种单相电能表的快速校表方法，采用预先设置被校表的计量芯片的功率增益校正寄存器的增益初值快速定位到目标误差值，只调试100％Ib点感性0.5这个误差点，在此误差点同时获取视在功率偏差和有功功率偏差，利用视在功率偏差进行100％Ib点阻性1.0的增益校正，利用有功功率偏差进行100％Ib点感性0.5的相位校正，直接利用已经计算得到的100％Ib点感性0.5的误差值，来进行5％Ib点阻性1.0小信号校正，避免了小信号调试时间过长，该方法具有快速定位误差目标值，校表效率和精度显著提高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电能计量
，具体涉及。
技术介绍
所有的电能表都需要经过误差校准才能正式挂网计量，因此对于大批量生产电表 的厂家而言，调表要占用很大的一部分时间，而且调表精度的好坏也直接影响表计的质量。目前常规的单相表校表流程如下： (1)上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100 %额定电压Un和 100%标定电流Ib，且功率因素PF= 1. 0,待校表台输出误差值后，上位机回读该误差值并 计算需要写入被校表的计量芯片的功率增益校正寄存器的增益值，待增益值写入计量芯片 后，再回读一次误差值，若误差值在允许范围内，则100%lb点阻性1. 0校表结束，完成这样 一次加载校正的过程大概需要10秒，若误差值不在允许范围内，则需要重新写入新的增益 值后再回读误差。 (2)上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100 %额定电压Un和 100%标定电流Ib，且功率因素PF= 0. 5L，待校表台输出误差值后，上位机回读该误差值并 计算需要写入被校表的计量芯片的相位校正寄存器的相位值，待相位值写入计量芯片后， 再回读一次误差值，若误差值在允许范围内，则100%lb点感性0. 5校表结束，完成这样一 次加载校正的过程大概需要10秒，若误差值不在允许范围内，则需要重新写入相位值后再 回读误差。 (3)上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100%额定电压Un和5% lb小信号电流，且功率因素PF= 1. 0,待校表台输出误差值后，上位机回读该误差值并计算 需要写入被校表的计量芯片的有功功率偏置校正寄存器的偏置值，待偏置值写入计量芯片 后，再回读一次误差值，若误差值在允许范围内，则5%lb点阻性1. 0校表结束，完成这样一 次加载校正的过程大概需要180秒，误差值不在允许范围内，则需要重新写入偏置值后再 回读误差。 上述常规的校表流程存在以下问题： 1、上述校表流程需要调试3个误差点，100%lb点阻性1. 0、100%lb点感性0. 5 和5 %lb点阻性1. 0,如果各步骤都能一次加载校正成功，大概需要200秒，但如果一次加 载校正不成功，通常最多允许再加载校正3-5次，如果仍然不在误差允许范围内，则直接结 束本次调试，重新开始新的一轮调试，这样整个校表过程将远远超出200秒。 2、上述校表流程需要等校表台误差稳定后输出误差值，才能将计算值写入被校表 的计量芯片中，还要等下一次误差回读正确后才能进行下一个调试步骤，整个过程等待时 间很长。 3、由于电能表输出的脉冲信号的频率正比于被测功率的大小，在步骤⑶的小信 号电流作用下，被测功率非常小导致出脉冲速度很慢，这样使得步骤（3)的脉冲计量过程 非常漫长，而且在用户对精度要求很高的情况下，例如需要通过2%lb点阻性1. 0的测试 时，等待的时间将会更长，除此之外小信号电流本身信号比较微弱，极易受到周围环境的干 扰，导致校正结果也不准确；目前虽然有针对步骤（3)的小信号电流调试出脉冲慢的问题， 采用直接读取被校表的计量芯片的功率寄存器值的方法，但至少要读取20次以上并求平 均值，效率仍然较低，而且小电流功率值稳定性差，还有台体跳变引起的误差，导致校表精 度不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种能快速定位误差目标值，校表效率和精度 显著提高的单相电能表的快速校表方法。 本专利技术的技术解决方案是：，应用于单相电能表 的校表系统中，所述单相电能表的校表系统包括上位机、程控功率源、被校表和标准表，所 述程控功率源、被校表和标准表均与上位机电连接，所述被校表和标准表均与程控功率源 电连接，所述被校表设有MCU和计量芯片，所述标准表也设有MCU和计量芯片，其特征在于： 它包括以下步骤： (1)上电初始化，上位机控制程控功率源同时给被校表和标准表提供100%额定 电压1]11和100%标定电流113，且设置功率因数？？ = 0.51^，在上位机中设置增益初值？6六預、 功率转换系数Kp、校正次数的上限值M、校正次数C1 = 0 ; (2)待标准表功率稳定后，上位机自动将增益初值PGAIN通过被校表的MCU写入到 被校表的计量芯片的功率增益校正寄存器中； (3)上位机通过标准表的MCU自动获取标准表的计量芯片检测到的电压有效值 U0、电流有效值10和有功功率Ρ0 ; (4)上位机通过被校表的MCU自动获取被校表的计量芯片检测到的电压有效值 U1、电流有效值II和有功功率Ρ1 ; (5)上位机自动计算标准表的视在功率SO=U0*I0/Kp，被校表的视在功率S1 = U1*I1，根据标准表和被校表的视在功率，自动计算第一误差ERR1 = (S1-S0)/S0,再根据第 一误差ERR1，自动计算修正的增益值PGAIK; (6)上位机通过被校表的MCU自动将修正的增益值PGAIV写入到被校表的计量 芯片的功率增益校正寄存器中，完成100%lb点阻性1. 0校表； (7)上位机根据标准表和被校表的有功功率，自动计算第二误差ERR2,ERR2 = パP0/Kp)，再自动根据第二误差ERR2计算相位值θ; (8)上位机通过被校表的MCU自动将相位值Θ写入被校表的计量芯片的相位校正 寄存器中，校正次数C1自动加1; (9)重新读取校正后的被校表的有功功率P1和标准表的有功功率P0,若两者之间 的误差满足100%lb点感性0. 5的误差要求，则校正次数C1自动清零并进入步骤（10)，若 否，则自动判断校正次数C1是否到达校正次数的上限值M，若是，则本次校表结束，若否，则 返回步骤（7); (10)上位机根据第二误差ERR2,自动计算偏置值BS，并通过被校表的MCU自动将 偏置值BS写入到被校表的计量芯片的有功功率偏置校正寄存器中，完成5%lb点阻性1. 0 校表。 采用上述方法后，本专利技术具有以下优点： 本专利技术单相电能表的快速校表方法，克服了传统的脉冲校表法需要等待出脉冲使 误差稳定输出误差值后才将计算值写入计量芯片的缺点，采用了功率校表法，功率校表法 的功率的稳定速度要远快于误差的稳定速度，再加上本专利技术只需要调试1个误差点100% lb点感性0. 5,即可同时获取100%lb点阻性1. 0和5%lb点阻性1. 0的计算值，而传统 的脉冲校表法需要调试3个误差点，这样就使得本专利技术可以大大减少校表的时间，尤其是 大大减少了小信号电流调试的等待时间，除此之外本专利技术还在开始时先写入一个增益初值 PGAIN，这样100 %lb点阻性1. 0的初始误差就减小了，根据计量芯片的线性特性，使得其他 误差点的误差也跟着减小，这样可以快速接近目标误差值，加速了功率的稳定速度，提高了 校表效率和精度。 作为优选，所述计量芯片的型号为RN8209C。RN8209C计量芯片误差线性较好，有 利于提尚表计的精度。 作为优选，步骤（5)中根据第一误差ERR1，自动计算修正的增益值PGAIN'的公式 为：PGAIf= -ERRlAl+ERRl)。采用RN8209C计量芯片给出的较好的计算方法，可提高表 计的精度。 作为优选，步骤（7)中根据第二误差ERR2,自动计算相位值Θ的公式为：，采用RN8209C计量芯片给出的较好的 计算方法，可提高表计的精度。 作为优选，步骤（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相电能表的快速校表方法，应用于单相电能表的校表系统中，所述单相电能表的校表系统包括上位机(1)、程控功率源(4)、被校表(3)和标准表(2)，所述程控功率源(4)、被校表(3)和标准表(2)均与上位机(1)电连接，所述被校表(3)和标准表(2)均与程控功率源(4)电连接，所述被校表(3)设有MCU(7)和计量芯片(8)，所述标准表(2)也设有MCU(5)和计量芯片(6)，其特征在于：它包括以下步骤：(1)上电初始化，上位机(1)控制程控功率源(4)同时给被校表(3)和标准表(2)提供100％额定电压Un和100％标定电流Ib，且设置功率因数PF＝0.5L，在上位机(1)中设置增益初值PGAIN、功率转换系数Kp、校正次数的上限值M、校正次数C1＝0；(2)待标准表(2)功率稳定后，上位机(1)自动将增益初值PGAIN通过被校表(3)的MCU(7)写入到被校表(3)的计量芯片(8)的功率增益校正寄存器中；(3)上位机(1)通过标准表(2)的MCU(5)自动获取标准表(2)的计量芯片(6)检测到的电压有效值U0、电流有效值I0和有功功率P0；(4)上位机(1)通过被校表(3)的MCU(7)自动获取被校表(3)的计量芯片(8)检测到的电压有效值U1、电流有效值I1和有功功率P1；(5)上位机(1)自动计算标准表(2)的视在功率S0＝U0*I0/Kp，被校表(3)的视在功率S1＝U1*I1，根据标准表(2)和被校表(3)的视在功率，自动计算第一误差ERR1＝(S1‑S0)/S0，再根据第一误差ERR1，自动计算修正的增益值PGAIN′；(6)上位机(1)通过被校表(3)的MCU(7)自动将修正的增益值PGAIN′写入到被校表(3)的计量芯片(8)的功率增益校正寄存器中，完成100％Ib点阻性1.0校表；(7)上位机(1)根据标准表(2)和被校表(3)的有功功率，自动计算第二误差ERR2，ERR2＝[P1(1+PGAIN′)‑(P0/Kp)]/(P0/Kp)，再自动根据第二误差ERR2计算相位值θ；(8)上位机(1)通过被校表(3)的MCU(7)自动将相位值θ写入被校表(3)的计量芯片(8)的相位校正寄存器中，校正次数C1自动加1；(9)重新读取校正后的被校表(3)的有功功率P1和标准表(2)的有功功率P0,若两者之间的误差满足100％Ib点感性0.5的误差要求，则校正次数C1自动清零并进入步骤(10)，若否，则自动判断校正次数C1是否到达校正次数的上限值M，若是，则本次校表结束，若否，则返回步骤(7)；(10)上位机(1)根据第二误差ERR2，自动计算偏置值BS，并通过被校表(3)的MCU(7)自动将偏置值BS写入到被校表(3)的计量芯片(8)的有功功率偏置校正寄存器中，完成5％Ib点阻性1.0校表。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑坚江，季上满，应必金，陈恢云，
申请(专利权)人：宁波三星医疗电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33