[實用新型]一種高精度計量測控儀表

有效

• 申請號: 201520074807.X
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN204462248U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 毛建良
• 申請（專利權）人: 蘇州普瑞智能綜合服務有限公司
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張漢欽

技術領域

本實用新型涉及一種測控儀表，特別是涉及一種高精度計量測控儀表。

背景技術

在日常生活中，每個家庭和單位都要用到測控儀表，測控儀表是用于計算電能消耗的工具。按照原理分，測控儀表可分為感應式和電子式兩大類。隨著智能電網的不斷發展，高速、雙向、實時、集成的電網通信系統發展成熟，測控儀表的應用越來越廣泛。電子式測控儀表是運用模數轉換器把電壓值和電流值轉換為相應的數字值，然后用數字電路實現電能計量功能。在國家實施智能電網的戰略推動下，如何提高測控儀表的計量精度已經成為電能計量行業內共同追求的目標。

測控儀表是通過模數轉換器對模擬電壓和模擬電流進行采樣并轉換成它們的數字形式，以便計量電路來計算電能、功率等數據。為了提高測控儀表的精度，一般是通過提高模數轉換器的精度的方法來實現。模數轉換器包括調制器和濾波器兩部分，調制器能將基帶內的量化噪聲推向高頻，并通過濾波器濾除高頻噪聲，實現高信噪比。

圖1顯示了現有技術中測控儀表電能計量部分的基本結構，電壓值U經過電壓通道調制器變為數字信號，經過低通濾波器LPF1和高通濾波器HPF后變成與電壓值U相對應的數字值u，同樣電流值I變成相對應的i，將u和i相乘得到瞬時功率p，瞬時功率p經過低通濾波器得到平均功率P，計量單元通過平均功率P便能得到電能值。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是如何將電壓通道調制器上的第一斬波時鐘脈沖與電流通道調制器上的第二斬波時鐘脈沖設置為不相關，從而電壓通道調制器和電流通道調制器內的噪聲相關性就降低，在相同頻率處出現噪聲的概率減小，從而提高測控儀表的計量精度。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：提供一種高精度計量測控儀表，包括用于將電壓輸入值轉變為相應數字電壓值的電壓通道模數轉換單元、用于將電流輸入值轉變為相應數字電流值的電流通道模數轉換單元和功率計算單元，所述電壓通道模數轉換單元、電流通道模數轉換單元均與功率計算單元電性連接，且功率計算單元將電壓通道模數轉換單元、電流通道模數轉換單元輸出的數字電壓值與數字電流值轉變成為平均功率值。

其中，所述電壓通道模數轉換單元中包含有用于產生第一時鐘脈沖的第一時鐘產生單元，所述的第一時鐘脈沖中包含有第一采樣時鐘脈沖、第一斬波時鐘脈沖。所述的第一采樣時鐘脈沖中又包括兩相第一采樣時鐘脈沖、所述的第一斬波時鐘脈沖包括兩相第一斬波時鐘脈沖，同時，所述的兩相第一采樣時鐘脈沖不交疊，所述的兩相第一斬波時鐘脈沖不交疊。

所述電流通道模數轉換單元中包含有用于產生第二時鐘脈沖的第二時鐘產生單元，所述第二時鐘脈沖包含有第二采樣時鐘脈沖、第二斬波時鐘脈沖，所述的第二采樣時鐘脈沖中進一步包含有兩相第二采樣時鐘脈沖、所述的第二斬波時鐘脈沖中包含有兩相第二斬波時鐘脈沖，所述的兩相第二采樣時鐘脈沖不交疊，所述的兩相第二斬波時鐘脈沖不交疊。

所述第一斬波時鐘脈沖與第二斬波時鐘脈沖具有不相關性。

在一個較佳實施例中，所述電壓通道模數轉換單元中設置有用于對電壓輸入值進行調制并輸出數字電壓信號的電壓通道調制器、用于對輸出數字電壓信號進行電壓濾波并輸出數字電壓值的第一低通濾波器和第一高通濾波器，所述電壓通道調制器、第一低通濾波器和第一高通濾波器之間依次電性連接。

所述電流通道模數轉換單元中設置有用于對電流輸入值進行調制并輸出數字電流信號的的電流通道調制器、用于對輸出數字電流信號進行電流濾波并輸出數字電流值的第二低通濾波器和第二高通濾波器，所述電流通道調制器、第二低通濾波器和第二高通濾波器之間依次電性連接。

在一個較佳實施例中，所述電壓濾波按照第一低通濾波器、第一高通濾波器依序進行，其中，所述第一低通濾波器用于消除電壓通道調制器產生的高頻噪音，所述第一高通濾波器用于消除數字電壓信號的偏移值。

在一個較佳實施例中，所述電流濾波按照第二低通濾波器、第二高通濾波器依序進行，其中，所述第二低通濾波器用于消除電流通道調制器產生的高頻噪音，所述第二高通濾波器用于消除數字電流信號的偏移值。

在一個較佳實施例中，所述第一時鐘單元內包含有第一參考時鐘脈沖、第一兩相不交疊時鐘發生器、第一偽隨機序列發生器和第二兩相不交疊時鐘發生器。

所述第一兩相不交疊時鐘發生器接收第一參考時鐘脈沖并輸出兩相第一采樣時鐘脈沖。

所述第一偽隨機序列發生器和第二兩相不交疊時鐘發生器之間相連接，接收第一參考時鐘脈沖并輸出兩相第一斬波時鐘脈沖。