根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法技术

本发明专利技术公开了根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法，该校准方法能及时根据环境温度计算出新的功率增溢校正寄存器校准值去替换掉功率增溢校正寄存器中的原有的功率增溢校正寄存器校准值，使用户的实际电能消耗量与电能表电能计量偏差小。包括校准装置和与所述校准装置相适应的校准方法；校准装置包括：温度检测传感器、存储器、电流信号采样电路、电压信号采样电路、微处理器和在内部设有功率增溢校正寄存器的电能计量芯片，其中，电能计量芯片、温度检测传感器和存储器分别与微处理器相连接，电流信号采样电路和电压信号采样电路分别与电能计量芯片相连接，本方法主要用在电能表根据温度变化的自动补偿校准技术中。

【技术实现步骤摘要】
根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法
本专利技术涉及电能表电能计量误差补偿
，具体涉及一种根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法。
技术介绍
电能表是用来测量电路中电能消耗的仪表。在生产电能表时，电能表的电能计量准确度都是按照电能表在出厂时参比温度为20℃的常温工作环境下校准、检验的，而电能表的电能计量准确度与环境温度有关。由于实际使用环境温度变化的影响，电能表的电能计量准确度会产生一个相对较大的偏差，从而使电能表不能准确做到电能消耗量的电能计量的公平。因此，设计一种根据环境温度变化能够自动对电能表的电能计量精度进行自动校准纠正方法显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有电能表的电能计量准确度受环境温度变化的影响较大，导致在温度变化较大的环境中使用电能表时，出现所得到的电能计量数据与用户实际电能消耗量的电能消耗数据存在较大偏差，影响电能计量公平的不足，提供一种能及时根据环境温度计算出新的功率增益校正寄存器校准值去替换掉电能计量芯片中功率增益校正寄存器中原有的功率增益校正寄存器校准值(出厂时参比温度下的校准值)，然后电能计量芯片采集电压信号和电流信号，电能计量芯片然后用这个新的功率增益校正寄存器校准值对电能计量芯片所采集到的电压信号和电流信号进行电能信号的转换，微处理器采集电能信号进行电量累计，使用户的实际电能消耗量与电能表电能计量偏差较小的根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法。以上技术问题是通过下列技术方案解决的：根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法，包括校准装置；校准装置包括：温度检测传感器、存储器、电流信号采样电路、电压信号采样电路、在内部设有定时器的微处理器和在内部设有功率增益校正寄存器的电能计量芯片，其中，电能计量芯片、温度检测传感器和存储器分别与微处理器相连接，电流信号采样电路和电压信号采样电路分别与电能计量芯片相连接；与所述校准装置相适应的校准方法如下：(1-1)在微处理器的定时器内预先设定好温度检测间隔时间，当温度检测间隔时间到时，微处理器立即给温度检测传感器发出温度检测指令，温度检测传感器立即对电能表内的温度进行检测，并把检测到的温度信号上传给微处理器；(1-2)然后，微处理器立即读取存储器中原有的功率增益校正寄存器校准值(出厂时参比温度下的校准值)；(1-3)微处理器根据温度检测传感器传来的温度信号及原有的功率增益校正寄存器校准值，计算出该温度信号条件下需要重新写入到电能计量芯片的功率增益校正寄存器中的新的功率增益校正寄存器校准值；(1-4)新的功率增益校正寄存器校准值的计算过程如下：若电能表在参比温度T0℃下的功率增益校正寄存器校准值为Z0，则在不同温度T℃时需要修正的误差精度err为：err＝(T-T0)K(1)；设电能表在温度为T时进行误差补的修正变量为Pgain，则则电能表在温度为T时进行误差补偿修正后得到的新的功率增益校正寄存器校准值Z1为：如果Z0比特位的最高有效位bitf＝1，则Z1＝int(Z0+Pgain×215)(3)；如果Z0比特位的最高有效位bitf＝0，且Z0+Pgain×215≥0时，则Z1＝int(Z0+Pgain×215)(4)；如果Z0比特位的最高有效位bitf＝0，且Z0+Pgain×215＜0时，则Z1＝int(216+Z0+Pgain×215)(5)；其中：int()为取整函数，K为需要进行负温度补偿的平均温度系数，T为温度检测传感器检测到的电能表内的实际温度；(1-5)微处理器内的计算软件根据上述公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出功率增益校正寄存器的新的功率增益校正寄存器校准值；如果温度检测传感器检测到电能表内的实际温度T发生了改变，那么上述公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)所计算出来的功率增益校正寄存器的新的功率增益校正寄存器校准值也会不同；所以实际温度T发生改变就会使功率增益校正寄存器的新的功率增益校正寄存器校准值也跟着发生改变，因此，通过把温度检测传感器检测到的电能表内的实际温度T计算出来的新的功率增益校正寄存器校准值去替换掉电能计量芯片的功率增益校正寄存器中的原有的功率增益校正寄存器校准值即可对电能表的电能计量误差进行自动补偿校准；(1-6)当功率增益校正寄存器中的原有的功率增益校正寄存器校准值被新的功率增益校正寄存器校准值替换后，电能计量芯片采样电流信号和电压信号在电能计量芯片内经过积分并经功率增益校正寄存器校准后转换为电能信号，并把电能信号传给微处理器，由微处理器对每次传来的电能信号进行累计并存储在存储器中，从而实现了电能表根据实际温度对电能表电能计量误差的自动补偿校准。本方案能及时根据环境温度计算出来的新的功率增益校正寄存器校准值去替换掉功率增益校正寄存器中原有的功率增益校正寄存器校准值，然后电能计量芯片用这个新的功率增益校正寄存器校准值进行电能量信号转换，微处理器采集电能信号进行电量累计。本方案能根据环境温度的变化及时对电能表电能计量芯片中的功率增益校正寄存器的校准值进行更新，从而使电能表获得的电能计量与实际电能消耗量偏差小，提高了用电的公平性。作为优选，所述电流信号采样电路包括：一号节点、二号节点、锰铜电阻、公共负极端VSS、接地端、电阻R73、电阻R74、电容C27和电容C28，电阻R73的一端与锰铜电阻的1号电流信号采样端口连接，电阻R73的另一端与一号节点连接；电阻R74的一端与锰铜电阻的2号电流信号采样端口连接，电阻R74的另一端与二号节点连接；电容C27的一端与二号节点连接，电容C27的另一端与接地端连接；电容C28的一端与一号节点连接，电容C28的另一端与接地端连接；电能计量芯片的电流通道正模拟输入引脚与二号节点连接，电能计量芯片的电流通道负模拟输入引脚与一号节点连接，锰铜电阻的3号电流信号采样端口与公共负极端VSS连接；所述电压信号采样电路包括：火线端N1、三号节点、四号节点、电阻RA3、电阻RA4、电阻RA5、电阻RA6、电阻RA7、电阻RA8、电阻R112、电阻R115、电容C39和电容C40，电阻RA3的一端与火线端N1连接，电阻RA3的另一端与电阻RA4的一端连接，电阻RA4的另一端与电阻RA5的一端连接，电阻RA5的另一端与电阻RA6的一端连接，电阻RA6的另一端与电阻RA7的一端连接，电阻RA7的另一端与电阻RA8的一端连接；电阻RA8的另一端与三号节点连接；电阻R112的一端与三号节点连接，电阻R112的另一端与接地端连接；电容C39的一端与三号节点连接，电容C39的另一端与接地端连接；电阻R115一端与四号节点连接，电阻R115的另一端与接地端连接；电容C40的一端与四号节点连接，电容C40的另一端与接地端连接；电能计量芯片的电压通道正模拟输入引脚与三号节点连接，电能计量芯片的电压通道负模拟输入引脚与四号节点连接；假设电阻RA3＝电阻RA4＝电阻RA5＝电阻RA6＝电阻RA7＝电阻RA8＝150KΩ，电阻R112＝电阻R115＝1KΩ，电容C39＝电容C40＝33nF，供电电源电压为220V，则电能计量芯片的电压采样信号为：由于式(6)中电阻分压的分母比分子大许多，因此只考虑电阻R112的温度系数，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法，其特征在于，包括校准装置；校准装置包括：温度检测传感器(S11)、存储器(S12)、电流信号采样电路(S14)、电压信号采样电路(S15)、在内部设有定时器(S10)的微处理器(S9)和在内部设有功率增溢校正寄存器(S8)的电能计量芯片(S7)，其中，电能计量芯片、温度检测传感器和存储器分别与微处理器相连接，电流信号采样电路和电压信号采样电路分别与电能计量芯片相连接；与所述校准装置相适应的校准方法如下：(1‑1)在微处理器的定时器内预先设定好温度检测间隔时间，当温度检测间隔时间到时，微处理器立即给温度检测传感器发出温度检测指令，温度检测传感器立即对电能表内的温度进行检测，并把检测到的温度信号上传给微处理器；(1‑2)然后，微处理器立即读取存储器中原有的功率增溢校正寄存器校准值；(1‑3)微处理器根据温度检测传感器传来的温度信号及原有的功率增溢校正寄存器校准值，计算出该温度信号条件下需要重新写入到电能计量芯片的功率增溢校正寄存器中的新的功率增溢校正寄存器校准值；(1‑4)新的功率增溢校正寄存器校准值的计算过程如下：若电能表在参比温度T0℃下的功率增溢校正寄存器校准值为Z0，则在不同温度T℃时需要修正的误差精度err为：err＝(T‑T0)K  (1)；设电能表在温度为T时进行误差补的修正变量为Pgain，则Pgain=-err1+err=-(T-T0)K1+(T-T0)K---(2);]]>则电能表在温度为T时进行误差补偿修正后得到的新的功率增溢校正寄存器校准值Z1为：如果Z0比特位的最高有效位bitf＝1，则Z1＝int(Z0+Pgain×215)  (3)；如果Z0比特位的最高有效位bitf＝0，且Z0+Pgain×215≥0时，则Z1＝int(Z0+Pgain×215)  (4)；如果Z0比特位的最高有效位bitf＝0，且Z0+Pgain×215＜0时，则Z1＝int(216+Z0+Pgain×215)  (5)；其中：int()为取整函数，K为需要进行负温度补偿的平均温度系数，T为温度检测传感器检测到的电能表内的实际温度；(1‑5)微处理器内的计算软件根据上述公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出功率增溢校正寄存器的新的功率增溢校正寄存器校准值；如果温度检测传感器检测到电能表内的实际温度T发生了改变，那么上述公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)所计算出来的功率增溢校正寄存器的新的功率增溢校正寄存器校准值也会不同；所以实际温度T发生改变就会使功率增溢校正寄存器的新的功率增溢校正寄存器校准值也跟着发生改变，因此，通过把温度检测传感器检测到的电能表内的实际温度T计算出来的新的功率增溢校正寄存器校准值去替换掉电能计量芯片的功率增溢校正寄存器中的原有的功率增溢校正寄存器校准值即可对电能表的电能计量误差进行自动补偿校准；(1‑6)当功率增溢校正寄存器中的原有的功率增溢校正寄存器校准值被新的功率增溢校正寄存器校准值替换后，电能计量芯片采样电流信号和电压信号在电能计量芯片内经过积分并经功率增溢校正寄存器校准后转换为电能信号，并把电能信号传给微处理器，由微处理器对每次传来的电能信号进行累计并存储在存储器中，从而实现了电能表根据实际温度对电能表电能计量误差的自动补偿校准。...

【技术特征摘要】
1.一种根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法，其特征在于，包括校准装置；校准装置包括：温度检测传感器(S11)、存储器(S12)、电流信号采样电路(S14)、电压信号采样电路(S15)、在内部设有定时器(S10)的微处理器(S9)和在内部设有功率增益校正寄存器(S8)的电能计量芯片(S7)，其中，电能计量芯片、温度检测传感器和存储器分别与微处理器相连接，电流信号采样电路和电压信号采样电路分别与电能计量芯片相连接；与所述校准装置相适应的校准方法如下：(1-1)在微处理器的定时器内预先设定好温度检测间隔时间，当温度检测间隔时间到时，微处理器立即给温度检测传感器发出温度检测指令，温度检测传感器立即对电能表内的温度进行检测，并把检测到的温度信号上传给微处理器；(1-2)然后，微处理器立即读取存储器中原有的功率增益校正寄存器校准值；(1-3)微处理器根据温度检测传感器传来的温度信号及原有的功率增益校正寄存器校准值，计算出该温度信号条件下需要重新写入到电能计量芯片的功率增益校正寄存器中的新的功率增益校正寄存器校准值；(1-4)新的功率增益校正寄存器校准值的计算过程如下：若电能表在参比温度T0℃下的功率增益校正寄存器校准值为Z0，则在不同温度T℃时需要修正的误差精度err为：err＝(T-T0)K(1)；设电能表在温度为T时进行误差补的修正变量为Pgain，则则电能表在温度为T时进行误差补偿修正后得到的新的功率增益校正寄存器校准值Z1为：如果Z0比特位的最高有效位bitf＝1，则Z1＝int(Z0+Pgain×215)(3)；如果Z0比特位的最高有效位bitf＝0，且Z0+Pgain×215≥0时，则Z1＝int(Z0+Pgain×215)(4)；如果Z0比特位的最高有效位bitf＝0，且Z0+Pgain×215＜0时，则Z1＝int(216+Z0+Pgain×215)(5)；其中：int()为取整函数，K为需要进行负温度补偿的平均温度系数，T为温度检测传感器检测到的电能表内的实际温度；(1-5)微处理器内的计算软件根据上述公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出功率增益校正寄存器的新的功率增益校正寄存器校准值；如果温度检测传感器检测到电能表内的实际温度T发生了改变，那么上述公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)所计算出来的功率增益校正寄存器的新的功率增益校正寄存器校准值也会不同；所以实际温度T发生改变就会使功率增益校正寄存器的新的功率增益校正寄存器校准值也跟着发生改变，因此，通过把温度检测传感器检测到的电能表内的实际温度T计算出来的新的功率增益校正寄存器校准值去替换掉电能计量芯片的功率增益校正寄存器中的原有的功率增益校正寄存器校准值即可对电能表的电能计量误差进行自动补偿校准；(1-6)当功率增益校正寄存器中的原有的功率增益校正寄存器校准值被新的功率增益校正寄存器校准值替换后，电能计量芯片采样电流信号和电压信号在电能计量芯片内经过积分并经功率增益校正寄存器校准后转换为电能信号，并把电能信号传给微处理器，由微处理器对每次传来的电能信号进行累计并存储在存储器中，从而实现了电能表根据实际温度对电能表电能计量误差的自动补偿校准。2.根据权利要求1所述的根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法，其特征在于，所述电流信号采样电路包括：一号节点(S1)、二号节点(S2)、锰铜电阻(S13)、公共负极端VSS、接地端(S16)、电阻R73、电阻R74、电容C27和电容C28，电阻R73的一端与锰铜电阻的1号电流信号采样端口连接，电阻R73的另一端与一号节点连接；电阻R74的一端与锰铜电阻的2号电流信号采样端口连接，电阻R74的另一端与二号节点连接；电容C27的一端与二号节点连接，电容C27的另一端与接地端连接；电容C28的一端与一号节点连接，电容C28的另一端与接地端连接；电能计量芯片的电流通道正模拟输入引脚与二号节点连接，电能计量芯片的电流通道负模拟输入引脚与一号节点连接，锰铜电阻的3号电流信号采样端口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永丰，周小蕾，杨兴，马骥，沈学良，
申请(专利权)人：杭州西力电能表制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33