[實用新型]一種高精度集成型電參數測量儀

有效

• 申請號: 201420153204.4
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203825066U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王文濤;劉啟民;林森;曹建莊;王思帆
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司周口供電公司
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發軍

技術領域

????本實用新型涉及電氣設備電參數測量裝置技術領域，特別涉及一種高精度集成型電參數測量儀。

背景技術

????三相電壓、三相電流、有功功率、功率因數等電參數的測量是電機出廠測試中最基本的項目。目前市場上已出現了多種電參數檢測儀，其檢測方式大多數為電壓、電流和功率的分離檢測，從實際使用效果來看，存在著功能單一、自動化程度低等缺點，與當前大批量的自動化工業測試不相適應，同時，這些產品也不能完全滿足諸多電力設備對用電情況的檢測需求。?????目前，數字式電參數檢測儀主要有兩種設計方案：第一種是采用A／D芯片和DSP芯片相結合的方式，A／D芯片采樣電流、電壓值并數字化，然后通過DSP內部運算得出各參數值，其主要原理是通過FFT變換還原基波；第二種是采用專用電能計量芯片，CPU直接從專用電能計量芯片的內部寄存器中讀出參數值并進行簡單的處理。

????申請號為200610049637.5的發明專利提供了一種多功能交流電參數測量儀及其測量方法，該測量儀包括單片機、串行口、存儲器、顯示器和鍵盤，其特征在于還設置有采樣模塊、測量模塊，測量模塊設置有CS5460A芯片。與現有技術相比，在傳統方式的基礎上增加了相位判斷功能，可以顯示交流電壓、電流、功率和功率因數，同時可以自動判斷負載的性質。該發明的創新點在于CS5460A電能芯片的應用，然而，不足之處在于，一方面沒有優選出與CS5460A最相匹配的附件類型，如單片機等，另一方面為更好實現高精度的需求，整體的電路結構也需做出進一步的完善。

實用新型內容

????為解決現有技術的不足，本實用新型提供一種高精度集成型的電參數測量儀，可以選擇對不同設備進行電參數的檢測與分析，對三相電參數進行在線檢測，并預留與計算機的顯示和通信接口，便于對設備用電情況進行深度分析。?

????為實現本實用新型的目的所采用的技術方案是：一種高精度集成型的電參數測量儀，包括采樣單元、計量單元、微處理器單元及外設單元，所述計量單元包括CS5460A芯片，所述外設單元包括鍵盤、顯示器、存儲器、時鐘電路以及外設端口，所述各單元之間采用總線連接，所述計量單元還包括與CS5460A芯片相連接的相位補償模塊，所述采樣單元包括電流互感器與電阻分壓網絡，所述微處理器采用與CS5460A芯片相匹配的ATMEGAl62處理器。

????所述相位補償模塊包括復合相位補償電路。

????所述電流互感器采用高精度差分式。

????所述總線采用SPI通信方式。

????所述鍵盤包括專用芯片CH452。

????所述顯示器為128×64點陣的液晶矩陣式。

????所述時鐘芯片包括專用芯片DS3231。

????所述外設端口包括MAX485總線轉換器。

????雖然CS5460A是一款高性能的單相電參數計量芯片，精度高、線性度好，在電能計量方面已經有很多成功的應用，改變了傳統電參數測量的概念，但為了實現更高精度的集成化測量，便需要對可能引起誤差的環節進行補償。

????誤差源一方面來自于電流互感器的測量誤差，可以通過設計高精度的互感器來解決；另一方面，調理電路中的采樣電阻以及計量芯片本身的性能誤差，會造成脈沖輸出的不準確，這通過功率的增益校準來提高脈沖輸出的精度；還有一種比較嚴重的誤差，來源于電壓輸入和電流輸入通道電氣性能的不一致，這樣會產生相位差，再加上電流互感器的角差，就會使得每一相電路中的電壓和電流信號，在經過互感器和信號調理電路之后都產生綜合的相位差，消除這個相位差對于精度的提高有著至關重要的作用。

????CS5460A芯片內部雖然集成了相位補償環節，但是其補償度和可調性受硬件的限制比較大，從效果看，并不如本方案中，與芯片相連接的外接相位補償模塊，尤其是復合相位補償電路的應用，把傳統的滯后相位補償電路作為固定移相單元，并加入可調移相單元，使補償的精度更高且可控。

????微處理器ATMEGAl62與CS5460A芯片的配合使用，可以使設計人員在功耗和執行速度之間取得平衡，也可以在設計成本與測量精度之間取得平衡。外設單元新增實時時間/日歷信息，使查詢更加方便；外設端口的擴展，更方便與上位機進行數據交互，智能化程度更高，達到高精集成的效果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

????圖1是本實用新型的系統硬件結構框圖。