一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块技术方案

本发明专利技术提出一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块，属于计量领域。包括传感器单元、检测信号处理单元和控制单元；所述传感器单元的输出端连接检测信号处理单元的输入端；所述检测信号处理单元的输出端连接控制单元的输入端；所述传感器单元用于采集电气信号，将采集的电气信号输出至所述检测信号处理单元；所述检测信号处理单元将电气信号输出至控制单元；所述控制单元输出计量检定结果；传感器单元包括多个互感器；所述检测信号处理单元包括多个可变量程放大器、多个A/D转换器和FPGA，所述可变量程放大器和所述多个A/D转换器串联设置；所述控制单元包括ARM和温度补偿电路。解决了不能大范围检定不同直流电压的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块


[0001]本专利技术涉及一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块，属于计量领域。

技术介绍

[0002]近年来，特高压直流输电成为了新基建里面的一个重点建设项目，由此相应的直流计量表用量会随着特高压直流输电网络的建设越来越多，且应用在不同电压等级下的直流计量表种类会越来越多。
[0003]由于之前需要放置直流标准表的地方直流电源范围比较小，而特高压直流输电网络电压等级变得非常多，若按照传统的直流电能计量表的检定方式来设计检定台体，则需要设计针对不同电压等级直流电能计量表的检定台体。这样每个台体在检定对应检定范围内的表时，才能保证检定精度。但是如果按上述方式设计检定装置，检测机构需要准备针对不同直流电压等级的多个检定台体，这样会浪费资金和占地面积。
[0004]因此，为了解决不能大范围的检定多块直流标准表的问题，亟待一种多种量程直流标准表的计量装置。

技术实现思路

[0005]在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0006]本专利技术提供了一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块，包括：传感器单元、检测信号处理单元和控制单元；所述传感器单元的输出端连接所述检测信号处理单元的输入端；所述检测信号处理单元的输出端连接所述控制单元的输入端；所述传感器单元用于采集电气信号，将采集的电气信号输出至所述检测信号处理单元；所述检测信号处理单元将电气信号输出至控制单元；所述控制单元输出检定结果；
[0007]所述传感器单元包括多个互感器；
[0008]所述检测信号处理单元包括多个可变增益放大器、多个A/D转换器和FPGA，所述可变增益放大器和所述多个A/D转换器串联设置；
[0009]所述控制单元包括ARM和温度补偿电路。
[0010]优选的，所述互感器的输出端连接所述可变增益放大器的输入端。
[0011]优选的，所述可变增益放大器的输出端连接所述A/D转换器的输入端；所述A/D转换器的输出端与FPGA输入端连接；所述FPGA输出端与所述控制单元输入端连接，所述FPGA通过SPI口根据测量结果控制可变增益放大器选择可变增益放大器的增益值。
[0012]优选的，所述温度补偿电路的输出端与ARM输入端连接。
[0013]优选的，所述温度补偿电路包括桥式电路、稳压器和差分放大电路；所述桥式电路
输入端连接稳压器和温度传感器；所述温度传感器将模拟信号输入所述桥式电路；所述桥式电路输出差分电压信号至所述差分放大电路；所述差分放大电路输出模拟信号至所述ARM。
[0014]本专利技术的有益效果如下：本专利技术匹配多个互感器，可变增益放大器，多个A/D转换器分别设计在一个检测台体中，在空间占用扩展不大的情况下，扩展适应不同电压等级的直流标准表大范围检定不同直流电压等级的直流标准表，还设置有温度补偿电路补偿由于温度变化导致测量结果产生的误差，使检定结果更精准。解决了不能大范围的检定多块直流标准表的问题。
附图说明
[0015]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0016]图1为本专利技术实施例所述的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例所述的可变增益放大器连接示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例所述的温度补偿电路结构示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例所述的温度补偿电路示意图。
具体实施方式
[0020]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]实施例一、参照图1
‑
图4说明本实施例，一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块，包括传感器单元、检测信号处理单元和控制单元；所述传感器单元的输出端连接所述检测信号处理单元的输入端；所述检测信号处理单元的输出端连接所述控制单元的输入端；所述传感器单元用于采集电气信号，将采集的电气信号输出至所述检测信号处理单元；所述检测信号处理单元将电气信号输出至控制单元；所述控制单元输出计量检定结果；
[0022]所述控制单元包括ARM和温度补偿电路。
[0023]具体的，所述ARM将检测到的高精度检测结果和标准电能计量表测量的结果进行比对，ARM负责将检测台体的检测结果和标准表的检测结果进行比对，给出标注表定检测精度级别的结果。
[0024]具体的，所述互感器采集的电气信号为电流信号和电压信号。
[0025]所述传感器单元包括多个互感器；
[0026]所述检测信号处理单元包括多个可变增益放大器、多个A/D转换器和FPGA，所述可变增益放大器和所述多个A/D转换器串联设置；
[0027]所述FPGA的型号是XC7A35TA；所述FPGA可在网上商城购买,购买链接(https://cn.element14.com/xilinx/xc7a35t
‑
1ftg256i/fpga
‑
artix
‑7‑
170
‑
i
‑
o
‑
ftbga
‑
256/dp/2760108)。
[0028]所述可变增益放大器的输出端连接所述A/D转换器的输入端；所述A/D转换器的输出端与FPGA输入端连接；所述FPGA输出端与所述控制单元输入端连接。所述FPGA通过SPI口根据测量结果控制可变增益放大器选择可变增益放大器的增益值，即选择放大倍数。
[0029]互感器采集电气信号时选择不同互感器型号和变化不同，会采集到的不同范围的模拟信号，每一组互感器将采集到的模拟信号传输到可变增益放大器，可变增益放大器的增益选取是FPGA通过SPI口根据测量结果进行调整控制的，放大后仍然是模拟信号，再送入后端高分辨率高灵敏度的A/D转换器的模拟信号输入接口，A/D转换器输出就变成了数字信号，A/D转换器通过SPI口将数字信号送给下一个环节FPGA。利用不同通道检测到的电压、电流信号之后根据不同情况按照电能计量公式对其进行计算得到电能测量结果，其计量算法遵循国际标准。
[0030]具体的，所述FPGA通过SPI口根据测量结果控制可变增益放大器选择可变增益放大器的增益值的实现步骤：将所有的互感器都安装到电能表的被测位置，每一路电压电流测量通道都会正常工作，即通过信号处理单元向FPGA传输所测得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适合多种量程直流标准表的检定系统用计量模块，其特征在于，包括：传感器单元、检测信号处理单元和控制单元；所述传感器单元的输出端连接所述检测信号处理单元的输入端；所述检测信号处理单元的输出端连接所述控制单元的输入端；所述传感器单元用于采集电气信号，将采集的电气信号输出至所述检测信号处理单元；所述检测信号处理单元将电气信号输出至控制单元；所述控制单元输出检定结果；所述传感器单元包括多个互感器；所述检测信号处理单元包括多个可变增益放大器、多个A/D转换器和FPGA，所述可变增益放大器和所述多个A/D转换器串联设置；所述控制单元包括ARM和温度补偿电路。2.根据权利要求1所述的计量模块，其特征在于，所述互感器的输出端连接所述可变增益放大器的输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯磊，贾永会，蔡毅，常征，
申请(专利权)人：黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：