[發明專利]一種高精度直流電能表計量裝置及方法

在審

• 申請號: 202010241738.2
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111308188A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李慶先;劉良江;朱憲宇;張遙奇;王晉威;向德;熊婕;吳姍姍
• 申請（專利權）人: 湖南省計量檢測研究院
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;G01R15/08
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

本發明公開了一種高精度直流電能表計量裝置及方法，依據直流線型電源、直流電壓參考模塊和電壓線性變換模塊設計了高穩定度和精準度的直壓電壓源，依據小量程直流電路、大量程直流電路和I/V轉換器組設計了低噪聲、高精準度的直流電壓源，同時通過測控系統實現直流電壓源和直流電流源輸出的標準電能值與經過被測直流電能表后計算出來的實際直流電能值進行比較分析，進一步確定直流電能表計量誤差的檢測精確度，實際直流電能值通過對直流電流采樣模塊采樣的直流電流和直流電壓采樣模塊采集的直流電壓進行數據讀取進而計算得到。本發明具有計量準確且精度高、應用范圍廣的優點。

技術領域

本發明屬于儀器儀表計量技術領域，具體涉及一種高精度直流電能表計量裝置及方法。

背景技術

隨著新能源產業的發展，在太陽能供電、風力發電、軌道交通、儲能技術等領域對直流電能計量的需求日益迫切，特別在電動汽車充電站內直流電能表被廣泛應用,如果因為電能表的計量性能失準，可導致線損超標或負損,會給供用電雙方帶來不小的麻煩和困擾。測量直流電能的計量器具越來越多，故更有必要研制建立更高精度要求的直流電能表計量裝置，為直流電能準確計量提供技術保障。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術中的不足而提供一種高精度直流電能表計量裝置及方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：提供一種高精度直流電能表計量裝置，包括直流電壓源、直流電流源、直流電壓采樣模塊、直流電流采樣模塊、功率電能計算模塊和測控系統，所述測控系統分別與直流電壓源、直流電流源和功率電能計算模塊電連接，所述直流電壓源由直流線型電源、直流電壓參考模塊和電壓線性變換模塊組成，所述直流線型電源和直流電壓參考模塊并聯后與電壓線性變換模塊的輸入端電連接，所述電壓線性變換模塊的輸出端與被測直流電能表的輸入端相連，所述直流電能表的輸出端與直流電壓采樣模塊的輸入端電連接，所述直流電流源由小量程直流電路、大量程直流電路和I/V轉換器組成，所述小量程直流電路和大量程直流電路并聯后與I/V轉換器的輸入端電連接，所述I/V轉換器的輸出端與被測直流電能表的輸入端相連，所述直流電能表的輸出端與直流電流采樣模塊的輸入端電連接，所述直流電壓采樣模塊的輸出端和直流電流采樣模塊的輸出端均與功率電能計算模塊的輸入端電連接。

作為進一步的改進，所述小量程直流電路包括線性電源及與其串聯的精密電阻取樣模塊，所述大量程直流電路包括開關電源及與其串聯的寬頻電流比較儀，所述精密電阻取樣模塊和寬頻電流比較儀均與I/V轉換器的輸入端電連接。

作為進一步的改進，所述小量程直流電路允許通過的直流電流范圍為10mA～1A，所述大量程直流電路允許通過的直流電流范圍為1A～600A。

作為進一步的改進，所述高精度直流電能表計量裝置還包括同步觸發模塊，所述同步觸發模塊分別與直流電壓采樣模塊、直流電流采樣模塊和功率電能計算模塊相連，用于保證直流電壓采樣模塊和直流電流采樣模塊同步采樣。

作為進一步的改進，所述同步觸發模塊包括信號發生器及與其相連的時鐘模塊，所述信號發生器分別與直流電壓采樣模塊和直流電流采樣模塊連接。

作為進一步的改進，所述時鐘模塊為0.2ppm恒溫時鐘。

作為進一步的改進，所直流電流采樣模塊和/或直流電壓采樣模塊為24位A/D采樣模塊。

作為進一步的改進，所述測控系統包括微控制單元、存儲模塊、顯示模塊、通訊模塊、比較模塊和電源模塊，所述微控制單元分別與存儲模塊、顯示模塊、通訊模塊、比較模塊和電源模塊相連，所述顯示模塊用于實時顯示微控制單元獲取的數據信息，所述通訊模塊用于傳輸微控制單元獲取的數據信息，所述存儲模塊用于存儲微控制單元獲取的數據信息，所述比較模塊用于比較測控系統獲得的直流電壓源和直流電流源輸入的標準電能值與經過被測直流電能表后輸入的實際直流電能值，所述電源模塊用于提供微控制單元所需電源。