一種三相電能表現場校驗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種校驗系統，尤其涉及一種三相電能表現場校驗系統。
【背景技術】
[0002]現有三相電能表現場校驗系統主要存在如下問題:一是模擬電路與數字電路之間缺少模數隔離電路，信號在模數轉換過程中未進行電源隔離，使得在信號處理過程中系統抗干擾能力較弱、可靠性較低，而最終影響檢測系統的測量精度；二是系統缺少溫度補償功能，由于校驗儀及其內的電流互感器體積較小，取樣方式一般都采用運放取樣，溫度敏感性大，導致自熱影響大，也大大影響了校驗儀的測量精度。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對現有技術中現有三相電能表現場校驗系統主要存在如下缺點:一是模擬電路與數字電路之間缺少模數隔離電路，信號在模數轉換過程中未進行電源隔離，使得在信號處理過程中系統抗干擾能力較弱、可靠性較低，而最終影響檢測系統的測量精度；二是系統缺少溫度補償功能，由于校驗儀及其內的電流互感器體積較小，取樣方式一般都采用運放取樣，溫度敏感性大，導致自熱影響大，也大大影響了校驗儀的測量精度，提供一種模擬電路與數字電路之間設置模數隔離電路實現電源隔離并增加溫度補償模塊使得系統抗干擾能力較強、可靠性較高而大大提高系統測量精度的三相電能表現場校驗系統。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決:
[0005]—種三相電能表現場校驗系統，包括設在模擬電路上的模擬單元、設在數字電路上的數字單元，還包括連接在模擬單元與數字單元之間的模數隔離模塊，模數隔離模塊對模擬電路與數字電路之間傳輸的信號進行電源隔離。模擬電路和數字電路之間的每個信號的來回都經過了模數隔離模塊上的模數隔離電路進行了電源隔離。
[0006]模擬電路包括三相電壓輸入電路、三相電流輸入電路和溫度取樣輸入電路三部分。
[0007]作為優選，模擬單元包括三相電壓輸入模塊、三相電流輸入模塊、有源補償取樣模塊、程控運放模塊、A/D轉換器，模數隔離模塊分別與A/D轉換器、程控運放模塊連接，三相電壓輸入模塊與A/D轉換器之間通過電阻分壓電路連接，三相電流輸入模塊與有源補償取樣模塊之間通過電流切換電路連接，三相電流輸入模塊與模數隔離模塊之間通過電流切換電路連接，有源補償取樣模塊、程控運放模塊、A/D轉換器依次連接；
[0008]三相電壓從三相電壓輸入模塊輸入，經電阻分壓電路進入A/D轉換器進行模數轉換；三相電流從三相電流輸入模塊輸入，經電流切換電路依次流經有源補償取樣模塊、程控運放模塊，進入A/D轉換器進行模數轉換，有源補償取樣模塊對輸入的電流信號進行補償和取樣，程控運放模塊對輸入的電流信號進行程控放大。
[0009]作為優選，模擬單元還包括溫度補償模塊，溫度補償模塊與A/D轉換器連接，溫度補償模塊用于溫度取樣，溫度取樣信號進入A/D轉換器進行模數轉換。
[0010]溫度補償模塊主要完成對儀器內部的溫度進行取樣，轉換成小電壓信號輸入到多通道16位AD轉換器的第七個通道進行模數轉換。
[0011]作為優選，數字單元包括微處理器、藍牙無線通訊模塊、工控板、液晶觸摸屏、CPLD模塊、光親隔離模塊，光親隔離模塊上設有被檢表脈沖輸入端子、標準電能脈沖輸出端子，模數隔離模塊分別與微處理器、CPLD模塊連接，微處理器分別與工控板、藍牙無線通訊模塊、CPLD模塊、光耦隔離模塊連接，光耦隔離模塊分別與工控板、CPLD模塊，工控板與液晶觸摸屏連接，微處理器控制藍牙無線通訊模塊與手持終端進行無線通訊；液晶觸摸屏用于數據顯示和觸摸信號輸入，工控板控制液晶觸摸屏的數據輸出；
[0012]微處理器控制CPLD模塊輸出兩路頻率信號，一路輸出采樣時序信號進入模數隔離模塊，另一路輸出標準電能脈沖信號，標準電能脈沖信號經光耦隔離模塊輸出到標準電能脈沖輸出端子；從被檢表脈沖輸入端子輸入電能脈沖，經過光耦隔離模塊進入微處理器進行誤差計算。
[0013]作為優選，三相電壓輸入模塊包括并行輸入設置的A相電壓輸入端子、B相電壓輸入端子、C相電壓輸入端子，A相電壓輸入端子、B相電壓輸入端子、C相電壓輸入端子分別連接接入電阻分壓電路。
[0014]三相電壓輸入電路為A相電壓輸入端子、B相電壓輸入端子和C相電壓輸入端子分別經過各自的電阻分壓電路，取得三相電壓小信號輸入到多通道16位A/D轉換器的三個通道進行模數轉換。
[0015]作為優選，三相電流輸入模塊包括并行輸入設置的A相電流輸入模塊、B相電流輸入模塊、C相電流輸入模塊，A相電流輸入模塊、B相電流輸入模塊、C相電流輸入模塊分別連接接入電流切換電路。
[0016]作為優選，A相電流輸入模塊包括并行輸入設置的A相端子電流互感器、A相鉗表，B相電流輸入模塊包括并行輸入設置的B相端子電流互感器、B相鉗表，C相電流輸入模塊包括并行輸入設置的C相端子電流互感器、C相鉗表。
[0017]三相電流的輸入則有兩種方式，一種方式是三相電流從端子面板上的六個電流端子分別輸入到內部的A相端子電流互感器、B相端子電流互感器和C相端子電流互感器，取得三相電流小信號再分別輸入到各自的電流切換電路。另一種方式是通過三把鉗形電流互感器，即A相鉗表、B相鉗表和C相鉗表。取得三相電流小信號之后，再從端子面板上的三個鉗表端子輸入到電流切換電路。數字電路中的32位微處理器輸出控制信號對電流切換電路進行二選一控制。選中的一路電流小信號輸入到有源補償取樣模塊進行補償和取樣。取得三路小電壓信號再輸入到各自的程控運放模塊，對信號進行程控放大。放大倍數也是由32位微處理器輸出控制信號進行控制。三個程控運放模塊的輸出信號均輸入到多通道16位A/D轉換器的另三個通道進行模數轉換。
[0018]作為優選，工控板上設有網絡接口、USB接口、串口調試口，網絡接口用于程序調試與通訊擴展，USB接口用于校驗數據導出與程序升級，串口調試口用于程序調試與數據監控。
[0019]作為優選，光耦隔離模塊上還設有用于讀取被檢表的測量數據的485讀表通訊
□ O
[0020]多通道16位A/D轉換器的采樣時序是由32位微處理器控制CPLD模塊輸出得到的，每完成一個點的采樣，多通道16位A/D轉換器都會輸出一個轉換完成信號，這個信號輸入到32位微處理器，作為中斷信號，為32位微處理器提供了采樣數據的讀取時序。同時，多通道16位A/D轉換器并行輸出的16根數據線也將轉換得到的16位數字傳送給32位微處理器。微處理器根據讀取時序進行數據讀取，完成A/D采樣過程。
[0021 ] 32位微處理器與CPLD模塊連接，控制CPLD模塊輸出兩路頻率信號，一路為A/D采樣時序信號，另一路則是標準電能脈沖輸出信號，標準電能脈沖輸出信號經光耦隔離電路輸出到標準電能脈沖輸出端子。從被檢表脈沖輸入端子輸入兩路被檢表電能脈沖經過光耦隔離模塊輸入到32位微處理器，與標準電能脈沖比對，進行誤差計算。
[0022]本實用新型專利的優點主要有:
[0023]—是A/D轉換器為一片逐次逼近型16位A/D轉換芯片，在輸入模擬信號、輸出數字信號到單片機過程中，其誤碼率極低。
[0024]二是運放電路采用1/2/4/8倍程控運放，可實時提高模擬信號的分辨率，也可提高采樣精度。
[0025]本實用新型由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果:采用模擬電路與數字電路之間設置模數隔離電路，通過信號輸入端增加溫度補償模塊，使得系統具有較強的抗干擾能力和較高的可靠性，也大大提高了系統的測量精度。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型三相電能表現場校驗系統實施例的系統原理框圖。
[0027]附圖中各數字標號所指代的部位名稱如下:1_數字單元、2-模數隔離模塊、3-模擬單元、11-工控板、12-液晶觸摸屏、13-微處理器、14-藍牙無線通訊模塊、15-光耦隔離模塊、16-CPLD模塊、31-A/D轉換器、32-電阻分壓電路、33-三相電壓輸入模塊、34-溫度補償模塊、35-三相電流輸入模塊、36-電流切換電路、37-有源補償取樣模塊、38-程控運放模塊、111-串口調試口、112-網絡接口、113-USB接口、151-被檢表脈沖輸入端子、152-標準電能脈沖輸出端子、153-485讀表通訊口、331-A相電壓輸入端子、332-B相電壓輸入端子、333-C相電壓輸入端子、351-A相電流輸入模塊、352-B相電流輸入模塊、353-C相電流輸入模塊、35114相端子電流互感器、35124相鉗表、3521-8相端子電流互感器、3522-8相鉗表、3531-C相端子電流互感器、3532-C相鉗表。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0029]實施例1
[0030]一種三相電能表現場校驗系統，如圖1所示，包括設在模擬電路上的模擬單元
(3)、設在數字電路上的數字單元I，還包括連接在模擬單元3與數字單元I之間的模數隔離模塊2，模數隔離模塊2對模擬電路與數字電路之間傳輸的信號進行電源隔離。
[0031]模擬電路包括三相電壓輸入電路、三相電流輸入電路和溫度取樣輸入電路三部分。
[0032]模擬單元3包括三相電壓輸入模塊33、三相電流輸入模塊35、有源補償取樣模塊
37、程控運放模塊38、A/D轉換器31，模數隔離模塊2分別與A/D轉換器31、程控運放模塊38連接，三相電壓輸入模塊33與A/D轉換器31之間通過電阻分壓電路32連接，三相電流輸入模塊35與有源補償取樣模塊37之間通過電流切換電路36連接，三相電流輸入模塊35與模數隔離模塊2之間通過電流切換電路36連接，有源補償取樣模塊37、程控運放模塊