電子負(fù)載紋波檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電子負(fù)載紋波檢測裝置，該裝置包括：電子負(fù)載連接在智能電能表的外部測試電源的母線上；紋波取樣電路與電子負(fù)載連接，用于采集外部測試電源的紋波電壓；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路與紋波取樣電路連接，用于將紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓；比較器與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和電壓基準(zhǔn)芯片連接，用于對數(shù)字電壓和所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果；微處理器，與比較器連接，用于接收比較器發(fā)送的比較結(jié)果。該方案實(shí)現(xiàn)了電子負(fù)載紋波的自動檢測，使得電子負(fù)載紋波的檢測過程更易于操作、簡單可靠且節(jié)省人力。
【專利說明】
電子負(fù)載紋波檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子計量檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電子負(fù)載紋波檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國電力線網(wǎng)絡(luò)大多使用電力線實(shí)現(xiàn)載波通訊，而載波在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，常常受到負(fù)荷對電網(wǎng)沖擊，導(dǎo)致載波模塊的供電電源波動較大，從而對載波通訊產(chǎn)生干擾。為保證載波模塊供電電源的可靠性，在電能表出廠前需要對載波模塊的供電電源進(jìn)行檢測，從而保證供電電源穩(wěn)定。目前，智能電表負(fù)載紋波檢測的常規(guī)做法是人為加入負(fù)載電阻，再采用示波器檢測紋波，人工判定紋波是否超標(biāo)。由于示波器無法與檢驗(yàn)臺連接，需要人工手動將測試數(shù)據(jù)錄入到示波器，示波器龐大，操作不便，使得手動錄入數(shù)據(jù)效率低下；此外，人工判定信號大小易出錯。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電子負(fù)載紋波檢測裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對智能電表負(fù)載紋波檢測時手動錄入數(shù)據(jù)效率低、人工判定信號大小易出錯的技術(shù)問題。該裝置包括:電子負(fù)載、紋波取樣電路、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、電壓基準(zhǔn)芯片、比較器以及微處理器，其中，所述電子負(fù)載連接在智能電能表的外部測試電源的母線上;所述紋波取樣電路與所述電子負(fù)載連接，用于采集所述外部測試電源的紋波電壓;所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路與所述紋波取樣電路連接，用于將所述紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓;所述比較器與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和所述電壓基準(zhǔn)芯片連接，用于對數(shù)字電壓和所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果;所述微處理器，與所述比較器連接，用于接收所述比較器發(fā)送的比較結(jié)果。
[0004]在一個實(shí)施例中，所述微處理器，還用于在所述比較結(jié)果為所述數(shù)字電壓大于所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值時，發(fā)出報警觸發(fā)信號;所述電子負(fù)載紋波檢測裝置，還包括:報警器，與所述微處理器連接，用于接收所述微處理器發(fā)出的報警觸發(fā)信號，發(fā)出報警信號。
[0005]在一個實(shí)施例中，還包括:通訊模塊，與所述微處理器連接，用于將所述比較結(jié)果發(fā)送給控制臺。
[0006]在一個實(shí)施例中，還包括:電源模塊，與所述外部測試電源的母線連接，用于為電子負(fù)載紋波檢測裝置提供電能。
[0007]在一個實(shí)施例中，所述電子負(fù)載為具有預(yù)設(shè)功率的額定標(biāo)稱純阻性負(fù)載。
[0008]在一個實(shí)施例中，所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值為所述外部測試電源的電壓值的0.1%。
[0009]在一個實(shí)施例中，還包括:排針，用于將電子負(fù)載紋波檢測裝置連接在所述智能電
[0010]在一個實(shí)施例中，所述排針包括:第一排針，用于連接所述電子負(fù)載和所述外部測試電源;第二排針，用于連接所述微處理器和所述智能電能表的微控制單元MCU。
[0011]在一個實(shí)施例中，所述微處理器，還用于將所述比較結(jié)果發(fā)送給所述智能電能表的 MCU O
[0012]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過將電子負(fù)載連接在智能電能表的外部測試電源的母線上，紋波取樣電路采集外部測試電源的紋波電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路將紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，進(jìn)而通過比較器對數(shù)字電壓和電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果，比較結(jié)果反映了智能電能表的外部測試電源的紋波是否超波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，避免了由人工將數(shù)據(jù)錄入示波器，避免了由人工來判定信號大小，從而實(shí)現(xiàn)了電子負(fù)載紋波的自動檢測，使得電子負(fù)載紋波的檢測過程更易于操作、簡單可靠且節(jié)省人力。
【附圖說明】
[0013]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定。在附圖中:
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電子負(fù)載紋波檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0016]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供了一種電子負(fù)載紋波檢測裝置，如圖1所示，該電子負(fù)載紋波檢測裝置包括:電子負(fù)載1、紋波取樣電路2、模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換電路3、電壓基準(zhǔn)芯片5、比較器4以及微處理器7，其中，
[0017]所述電子負(fù)載I連接在智能電能表的外部測試電源14的母線上；
[0018]所述紋波取樣電路2與所述電子負(fù)載I連接，用于采集所述外部測試電源的紋波電壓；
[0019]所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路3與所述紋波取樣電路2連接，用于將所述紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓；
[0020]所述比較器4與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路3和所述電壓基準(zhǔn)芯片5連接，用于對數(shù)字電壓和所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果；
[0021]所述微處理器7，與所述比較器4連接，用于接收所述比較器發(fā)送的比較結(jié)果。
[0022]由圖1所示可知，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過將電子負(fù)載連接在智能電能表的外部測試電源的母線上，紋波取樣電路采集外部測試電源的紋波電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路將紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，進(jìn)而通過比較器對數(shù)字電壓和電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果(例如，比較結(jié)果為數(shù)字電壓大于電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值或數(shù)字電壓小于等于電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值)，比較結(jié)果反映了智能電能表的外部測試電源的紋波是否超波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，避免了由人工將數(shù)據(jù)錄入示波器，避免了由人工來判定信號大小，從而實(shí)現(xiàn)了電子負(fù)載紋波的自動檢測，使得電子負(fù)載紋波的檢測過程更易于操作、簡單可靠且節(jié)省人力。
[0023]具體實(shí)施時，上述紋波取樣電路2可以通過低內(nèi)阻降噪型電容、鉗位電路、高速運(yùn)放和帶通濾波器實(shí)現(xiàn)，例如，通過低內(nèi)阻降噪型電容作為隔直電容，外部測試電源的電壓信號再經(jīng)過鉗位電路限幅(防高壓)進(jìn)入集成高速運(yùn)放和帶通濾波器，放大后的信號，以直流電壓的形式輸出交流成分的真有效值(即上述紋波電壓)轉(zhuǎn)入高精度AD轉(zhuǎn)換器(即上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路3)，(運(yùn)放、帶通濾波器、AD轉(zhuǎn)換器采用一體集成電路降噪)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器處理的數(shù)字信號輸入MCU計算。靈敏度可以通過PA接口的外接電阻調(diào)節(jié)設(shè)定。
[0024]具體實(shí)施時，為了便于指示是否出現(xiàn)了紋波超標(biāo)現(xiàn)象，在本實(shí)施例中，所述微處理器，還用于在所述比較結(jié)果為所述數(shù)字電壓大于所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值時，發(fā)出報警觸發(fā)信號；如圖1所示，所述電子負(fù)載紋波檢測裝置，還包括:報警器8，與所述微處理器7連接，用于接收所述微處理器發(fā)出的報警觸發(fā)信號，發(fā)出報警信號。具體的，所述微處理器7根據(jù)比較結(jié)果，控制所述報警器8，若所述外部測試電源14的數(shù)字形式的紋波電壓大于所述電壓基準(zhǔn)芯片5的電壓值時，則觸發(fā)報警器8報警，若所述外部測試電源14的數(shù)字形式的紋波電壓小于所述電壓基準(zhǔn)芯片5的電壓值時，則不觸發(fā)報警器8報警。該報警器8可以是一個通過微處理器控制的發(fā)光管。該微處理器發(fā)出的報警觸發(fā)信號可以是脈沖信號，微處理器7可以采用ARM單片機(jī)。
[0025]具體實(shí)施時，上述電子負(fù)載I可以為具有預(yù)設(shè)功率的額定標(biāo)稱純阻性負(fù)載。
[0026]具體實(shí)施時，上述電壓基準(zhǔn)芯片5的電壓值可以為所述外部測試電源的電壓值的0.1%。
[0027]具體實(shí)施時，為了實(shí)現(xiàn)將檢測結(jié)果實(shí)時發(fā)送給控制臺，在本實(shí)施例中，如圖1所示，電子負(fù)載紋波檢測裝置還包括:通訊模塊9，與所述微處理器7連接，用于將所述比較結(jié)果發(fā)送給控制臺10。具體的，通訊模塊9可以通過有線通訊或無線通訊的方式將比較結(jié)果發(fā)送給控制臺1，實(shí)現(xiàn)自動錄入測試數(shù)據(jù)。
[0028]具體實(shí)施時，為了滿足不同的應(yīng)用需求，在本實(shí)施例中，如圖1所示，上述電子負(fù)載紋波檢測裝置還包括:電源模塊6，與所述外部測試電源14的母線連接，用于為電子負(fù)載紋波檢測裝置提供電能。具體的，所述電源模塊6用來與所述外部測試電源14連接，以從所述外部測試電源14獲取高精度的工作電源，為電子負(fù)載紋波檢測裝置供電。
[0029]具體實(shí)施時，為了實(shí)現(xiàn)上述電子負(fù)載紋波檢測裝置與智能電能表的連接，在本實(shí)施例中，上述電子負(fù)載紋波檢測裝置還包括:排針，用于將電子負(fù)載紋波檢測裝置連接在所述智能電能表上。電子負(fù)載紋波檢測裝置實(shí)現(xiàn)以熱插拔的方式連接在智能電能表。
[0030]具體的，排針的數(shù)量可以根據(jù)測試時的需要決定，例如，所述排針包括:第一排針，用于連接所述電子負(fù)載和所述外部測試電源；第二排針，用于連接所述微處理器和所述智能電能表的微控制單元(MicrocontrolIer Unit，MCU)，實(shí)現(xiàn)所述微處理器和所述智能電能表的微控制單元MCU之間的SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口)連接。此夕卜，該第二排針的一部分用于連接所述微處理器和所述智能電能表的微控制單元，該第二排針的另一部分可以用于連接外部測試電源和所述電源模塊。當(dāng)上述電子負(fù)載紋波檢測裝置不包括電源模塊時，上述電子負(fù)載紋波檢測裝置可以直接連接于外部測試電源，以獲得自身的電源。
[0031]具體實(shí)施時，所述微處理器和所述智能電能表的M⑶連接后，所述微處理器7，還用于將所述比較結(jié)果發(fā)送給所述智能電能表的MCU，智能電能表根據(jù)比較結(jié)果就可以判斷是否出現(xiàn)紋波超標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自診斷功能，再通過智能電能表上的485通訊接口將比較結(jié)果上傳到控制臺。
[0032]以下結(jié)合具體示例來說明上述電子負(fù)載紋波檢測裝置的測試過程。以電子負(fù)載紋波檢測裝置應(yīng)用在電能表測試為例，具體測試電能表上用于為載波模塊提供模擬電源的紋波。將電能表的載波模塊取下，將本實(shí)用新型的電子負(fù)載紋波檢測裝置通過其上設(shè)置的排針，以熱插拔方式與電能表連接(即第一排針連接電子負(fù)載和外部測試電源，第二排針連接微處理器和智能電能表的MCU，第三排針連接外部測試電源和電源模塊)測試電腦表DC12V電源的紋波是否超標(biāo)。具體的，微處理器7采用ARM單片機(jī)，電子負(fù)載I采用標(biāo)稱電阻，設(shè)置電壓基準(zhǔn)芯片5的電壓值為12mV，電源模塊6采用高精度穩(wěn)壓源的設(shè)計電路，將DC 12V電源電壓轉(zhuǎn)換成精度較高的穩(wěn)定DC 5V電源，比較器4為電壓比較器，報警器8為一個通過微處理器控制的發(fā)光管。本實(shí)用新型電子負(fù)載紋波檢測裝置的多通道通訊接口，通道I為本實(shí)用新型電子負(fù)載紋波檢測裝置的微處理器7與電能表內(nèi)部MCU通過SPI方式連接，通道2為本實(shí)用新型電子負(fù)載紋波檢測裝置的通訊模塊9以無線或有限通訊方式與控制臺進(jìn)行通訊。也可以利用電能表的485通訊接口向控制臺發(fā)送測試數(shù)據(jù)。
[0033]電子負(fù)載紋波檢測裝置的具體工作過程如下:
[0034]紋波取樣電路2利用跨接在DC12V電源正負(fù)母線上的標(biāo)稱負(fù)載電阻I獲取DC12V電源的紋波電壓，紋波電壓通過A/D轉(zhuǎn)換電路3，轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號；比較器4比較轉(zhuǎn)換后的紋波電壓值與電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值12mV的大小，并將比較結(jié)果傳送微處理器7;微處理器7根據(jù)比較結(jié)果，控制繼電器通斷電，若紋波電壓大于電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值12mV，則控制報警器8燈亮，若紋波電壓小于所述高精度電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值12mV，則控制報警器8不燈亮;微處理器7可以利用通道2直接實(shí)時將測試結(jié)果上傳到校驗(yàn)臺上，或者，微處理器可以將測試數(shù)據(jù)通過通道I發(fā)送給電能表內(nèi)部MCU，電能表內(nèi)部MCU確認(rèn)故障，再通過電能表的485通訊方式將故障信息發(fā)送給控制臺。
[0035]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過將電子負(fù)載連接在智能電能表的外部測試電源的母線上，紋波取樣電路采集外部測試電源的紋波電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路將紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，進(jìn)而通過比較器對數(shù)字電壓和電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果，比較結(jié)果反映了智能電能表的外部測試電源的紋波是否超波。與現(xiàn)有技術(shù)相比，避免了由人工將數(shù)據(jù)錄入示波器，避免了由人工來判定信號大小，從而實(shí)現(xiàn)了電子負(fù)載紋波的自動檢測，使得電子負(fù)載紋波的檢測過程更易于操作、簡單可靠且節(jié)省人力。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，包括:電子負(fù)載、紋波取樣電路、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、電壓基準(zhǔn)芯片、比較器以及微處理器，其中， 所述電子負(fù)載連接在智能電能表的外部測試電源的母線上； 所述紋波取樣電路與所述電子負(fù)載連接，用于采集所述外部測試電源的紋波電壓；所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路與所述紋波取樣電路連接，用于將所述紋波取樣電路采集的紋波電壓由模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓； 所述比較器與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和所述電壓基準(zhǔn)芯片連接，用于對數(shù)字電壓和所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值比較大小，得到比較結(jié)果； 所述微處理器，與所述比較器連接，用于接收所述比較器發(fā)送的比較結(jié)果。2.如權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，所述微處理器，還用于在所述比較結(jié)果為所述數(shù)字電壓大于所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值時，發(fā)出報警觸發(fā)信號； 所述電子負(fù)載紋波檢測裝置，還包括: 報警器，與所述微處理器連接，用于接收所述微處理器發(fā)出的報警觸發(fā)信號，發(fā)出報警信號。3.如權(quán)利要求2所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，還包括: 通訊模塊，與所述微處理器連接，用于將所述比較結(jié)果發(fā)送給控制臺。4.如權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，還包括: 電源模塊，與所述外部測試電源的母線連接，用于為電子負(fù)載紋波檢測裝置提供電能。5.如權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，所述電子負(fù)載為具有預(yù)設(shè)功率的額定標(biāo)稱純阻性負(fù)載。6.如權(quán)利要求1所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，所述電壓基準(zhǔn)芯片的電壓值為所述外部測試電源的電壓值的0.1%。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，還包括: 排針，用于將電子負(fù)載紋波檢測裝置連接在所述智能電能表上。8.如權(quán)利要求7所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，所述排針包括: 第一排針，用于連接所述電子負(fù)載和所述外部測試電源； 第二排針，用于連接所述微處理器和所述智能電能表的微控制單元MCU。9.如權(quán)利要求8所述的電子負(fù)載紋波檢測裝置，其特征在于，所述微處理器，還用于將所述比較結(jié)果發(fā)送給所述智能電能表的MCU。
【文檔編號】G01R31/40GK205506928SQ201620355565
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】袁瑞銘, 巨漢基, 田海亭, 丁恒春, 宋錫強(qiáng), 汪萍萍, 饒煊攀, 瞿祎, 鐘侃, 龐富寬, 劉巖, 妙紅英
【申請人】國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國家電網(wǎng)公司, 華立科技股份有限公司