智能电能表通信模块接口带载能力测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，由电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、继电器J1、A/D转换器、温度传感器、DSP、D/A转换器、控制单元和显示器组成。本实用新型专利技术可根据被测电能表的类型，通过控制单元控制三极管Q1的基极与发射极之间的电压，使流过三极管Q1的电流与设定值近似相等；装置还可以监测流过三极管Q1的实际电流值id，根据得到的通信模块接口Vcc端和GND之间的电压值V0，自动判断被测电能表通信模块接口的带载能力是否满足要求。

The test device for carrying capacity of the interface of the intelligent power meter communication module

【技术实现步骤摘要】
智能电能表通信模块接口带载能力测试装置
本技术属电能计量
，具体而言，涉及一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置。
技术介绍
智能电能表作为智能电网的重要组成部分，得到了越来越广泛的应用。国家电网公司制定了一系列的企业标准，对电能表的性能提出了要求。通信模块与电能表的通信接口连接以实现载波通信，为验证通信接口带载能力，标准规定：单相电能表的通信模块接口接入96Ω电阻，VCC端口电压值应为±12V±1V，电流范围为0mA～125mA；三相电能表的通信模块接口接入30Ω电阻，VCC端口电压值应为±12V±1V，电流范围为0mA～400mA。传统的检测方法需在被测电能表通信模块接口处人工接入阻值为96Ω(单相电能表)或30Ω(三相电能表)的纯阻性电阻，其精度要求为±5％。测试时，根据电能表的类型，更换相应阻值的电阻，通过测量对应的电压和电流值以判断被测表通信模块接口的带载能力是否满足标准要求。此方法需人工接线和更换电阻，当被检测的电能表数量较大时，会严重影响检测效率；测试中电阻发热的问题还可能会导致电阻的阻值发生偏移，影响测试结果的准确性。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服了现有技术的不足，提供一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，根据被测电能表的类型，自动调整以适应检测需求，得到Vcc端电压，实现电能表通信模块接口带载能力的自动测试。为了解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案来实现：一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、继电器J1、A/D转换器、温度传感器、DSP、D/A转换器、控制单元和显示器；电阻R1和电阻R2串联，然后两端分别与电能表通信模块接口的VCC端和GND连接；三极管Q1的集电极与通信模块接口VCC端连接，三极管Q1的发射极经电阻R1和继电器J1接地；电阻R2两端的电压作为A/D转换器的一个输入，电阻R3两端的电压作为A/D转换器的另一个输入；A/D转换器的输出端与DSP输入端连接，DSP的输出端与D/A转换器连接并接入控制单元的一个输入端，电阻R3两端的电压信号作为控制单元的另一个输入；温度传感器输出与DSP连接，DSP输出端与三极管Q2基级相连，三极管Q2集电极与继电器J1的线圈相连，三极管Q2发射极接地；显示器与DSP连接，以显示实际电流值id及通信模块接口VCC端的电压值V0。所述控制单元，包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、放大器A1和放大器A2；电阻R4的一端与D/A转换器的输出连接，另一端与放大器A1的反相端连接；电阻R7的两端分别与放大器A1的反相端和输出端连接；放大器A1的同相端经电阻R6接地，电阻R3两端的电压信号经电阻R5与放大器A2的同相端连接；放大器A1输出端经电阻R8与放大器A2反相端连接；放大器A2的反相端接地；电阻R9和电容C1串联，两端分别与放大器A2的反相端和输出端连接；放大器A2的输出端经电阻R10与三极管Q1的基极连接。本技术的使用原理是：DSP根据被测电能表的类型确定设定值，由DSP输出并经D/A转换器转换成模拟信号，作为控制单元的一个输入信号；电阻R3两端的电压反映了流过三极管Q1的电流，作为控制单元的另一个输入信号；控制单元对这二个输出信号进行比较，根据比较结果，通过控制单元控制三极管Q1的基极与发射极之间的电压，使流过三极管Q1的电流与设定值相等；取电阻R3两端的电压输入到A/D转换器，将得到的流过三极管Q1的电流转换成数字信号，由DSP处理并由显示器显示具体电流值值id；电阻R1和电阻R2串联，两端分别与电能表内通信模块接口的VCC端和GND端连接，取电阻R2两端的电压输入到A/D转换器，将得到的三极管Q1集电极和发射极两端的电压转换成数字信号，通过DSP处理并由显示器显示具体电压值V0，根据此值可判断电能表通信模块接口带载能力是否满足要求；当监测到的流过三极管Q1的电流值id超过三极管Q1最大允许电流或温度传感器检测到的温度超过预定值时，DSP发送控制信号，通过三级管Q2控制继电器J1的线圈，使继电器J1断开，起过保护作用。本技术采用闭环负反馈的比例积分控制方法，实现无静差控制。控制单元包括减法电路和比例积分电路。电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和放大器A2构成差分式减法电路，放大器A2输出V1与电流给定值和实际值id有以下关系：当电阻满足R4＝R5＝R6＝R7时，上式可简化为：电阻R8、电阻R9、电容C1和放大器A1构成比例积分电路，比例积分电路由比例环节和积分环节两部分叠加而成；比例环节对减法电路的输出电压V1进行放大，放大系数为Kp，可根据系统最优设置选择Kp值；积分环节对减法电路的输出电压V1积分；如果电压V1的值不近似为零，则电容C1不断充电，对输出电压V1积分，直到运放A2的输出电压V2达到限值，从而实现电流的无静差控制。运放A1输出V2与输入电压V1关系如下：本技术的有益效果是：本技术提供一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，根据被测电能表的类型，通过控制单元控制三极管Q1的基极与发射极之间的电压，使流过三极管Q1的电流与设定值近似相等；装置还可以监测流过三极管Q1的实际电流值id，根据得到的通信模块接口Vcc端和GND之间的电压值V0，自动判断被测电能表通信模块接口的带载能力是否满足要求。附图说明图1是本技术的装置原理示意图；图2是本技术的实现自动检测的流程图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述：图1所示是本技术的装置原理示意图，一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、继电器J1、A/D转换器、温度传感器、DSP、D/A转换器、控制单元及显示器组成。电阻R1和电阻R2串联，然后两端分别与电能表通信模块接口的VCC端和GND连接；三极管Q1的集电极与通信模块接口VCC端连接，三极管Q1的发射极经电阻R1和继电器J1接地；电阻R2两端的电压作为A/D转换器的一个输入，电阻R3两端的电压作为A/D转换器的另一个输入；A/D转换器的输出端与DSP输入端连接，DSP的输出端与D/A转换器连接并接入控制单元的一个输入端，电阻R3两端的电压信号作为控制单元的另一个输入；温度传感器输出与DSP连接，DSP输出端与三极管Q2基级相连，三极管Q2集电极与继电器J1的线圈相连，三极管Q2发射极接地；显示器与DSP连接，以显示实际电流值id及通信模块接口VCC端的电压值V0。测试时，交流电源输出与被测电能表的参比电压相同，为电表提供电源。当被测表为单相电能表时，DSP确定电流设定值为125mA；当被测表为三相电能表时，DSP确定电流设定值为400mA；由DSP输出并经D/A转换器转换成模拟信号，作为控制单元的一个输入信号；电阻R3两端的电压反映了流过三极管Q1的电流，作为控制单元的另一个输入信号；控制单元对这两个输出信号进行相减后进行比例积分控制，通过控制单元控制三极管Q1的基极与发射极之间的电压，使流过三极管Q1的电流与设定值相等，实现电流的无静差控制；取电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、继电器J1、A/D转换器、温度传感器、DSP、D/A转换器、控制单元和显示器；其特征是：电阻R1和电阻R2串联，两端分别与电能表通信模块接口的VCC端和GND连接；三极管Q1的集电极与通信模块接口VCC端连接，三极管Q1的发射极经电阻R1和继电器J1接地；电阻R2两端的电压作为A/D转换器的一个输入，电阻R3两端的电压作为A/D转换器的另一个输入；A/D转换器的输出端与DSP输入端连接，DSP的输出端与D/A转换器连接并接入控制单元的一个输入端，电阻R3两端的电压信号作为控制单元的另一个输入；温度传感器输出与DSP连接，DSP输出端与三极管Q2基级相连，三极管Q2集电极与继电器J1的线圈相连，三极管Q2发射极接地；显示器与DSP连接，以显示实际电流值id及通信模块接口VCC端的电压值V0。

【技术特征摘要】
1.一种智能电能表通信模块接口带载能力测试装置，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1、三极管Q2、继电器J1、A/D转换器、温度传感器、DSP、D/A转换器、控制单元和显示器；其特征是：电阻R1和电阻R2串联，两端分别与电能表通信模块接口的VCC端和GND连接；三极管Q1的集电极与通信模块接口VCC端连接，三极管Q1的发射极经电阻R1和继电器J1接地；电阻R2两端的电压作为A/D转换器的一个输入，电阻R3两端的电压作为A/D转换器的另一个输入；A/D转换器的输出端与DSP输入端连接，DSP的输出端与D/A转换器连接并接入控制单元的一个输入端，电阻R3两端的电压信号作为控制单元的另一个输入；温度传感器输出与DSP连接，DSP输出端与三极管Q2基级相连，三极管Q2集电极与继电器J1的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，朱亮，李婷，刘程，熊志凌，胡涛，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：江西,36