專利名稱：電流生成電路及方法、電能表校驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流生成電路，尤其是一種用于電能表校驗(yàn)儀中的電流生成電^各以及使用這種電路生成電流的方法。
背景技術(shù)：
在供電系統(tǒng)中，供電部門(mén)需對(duì)每一接入供電網(wǎng)絡(luò)的用戶均安裝一電能表，以計(jì)算用戶的用電量。電能表計(jì)算用戶用電量以有功功率表
示，有功功率P的計(jì)算公式為
P = U x I x COS cj)
上式中，u是電能表計(jì)量的電壓值，I是電能表計(jì)量的電流值，々是電壓與電流之間的夾角，稱為功率因數(shù)角，COScJ)也就是有功功率的功率因數(shù)。
由于電能表運(yùn)行過(guò)程中難免出現(xiàn)誤差，供電部門(mén)需要定期或不定期地使用現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀對(duì)電能表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，以確保電能表計(jì)量的準(zhǔn)確性。使用校驗(yàn)儀對(duì)電能表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)，校驗(yàn)儀與電能表連接，電能表與校驗(yàn)儀分別計(jì)算有功功率，并計(jì)算兩者計(jì)算的有功功率誤差。
現(xiàn)有的電能表校驗(yàn)儀大多設(shè)有信號(hào)釆樣單元，包括有A/D轉(zhuǎn)換器，用于檢測(cè)電網(wǎng)的電壓、流經(jīng)電能表的電流以及電壓與電流之間的夾角等，并設(shè)有連接至信號(hào)采樣單元輸出端的計(jì)算單元，如單片機(jī)等，用于計(jì)算有功功率，并計(jì)算電能表的誤差等。
現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)，如用戶沒(méi)有使用電器，電能表則沒(méi)有電流流過(guò)，電能表與校驗(yàn)儀無(wú)法計(jì)算有功功率。因此，校驗(yàn)人員往往需要帶上一些電器設(shè)備，如電爐等在現(xiàn)場(chǎng)加載進(jìn)行校驗(yàn)，給校驗(yàn)工作帶來(lái)不便。
為解決上述問(wèn)題，另 一種校驗(yàn)儀采用設(shè)置電流生成電路的方法加以解決，其校驗(yàn)電能表的方法可參見(jiàn)圖1,使用現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀62對(duì)電能表61進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)，校驗(yàn)儀62的電壓輸入端，即端子1、 3連接電網(wǎng)中的火線L與零線N,校驗(yàn)儀62的端子2為電流端子，其連 接至電能表61的電流輸入端，向電能表61輸出電流。
校驗(yàn)儀62的電流生成電路的電原理圖如圖2所示，圖2中的端 子l、 2、 3分別是校驗(yàn)儀的三個(gè)端子。
校驗(yàn)儀62工作時(shí)，開(kāi)關(guān)Kl閉合，選擇多條支路中的一條導(dǎo)通， 端子l、 3之間形成壓降。流經(jīng)開(kāi)關(guān)Kl的電流經(jīng)過(guò)電流互感器CT1升 流后通過(guò)端子2輸出至電能表61,電能表61中便有電流流過(guò)，電能 表61與校驗(yàn)儀62即可計(jì)算有功功率。
電流生成電路中包括有多條由開(kāi)關(guān)Kl選擇的支路，每一支路由 可調(diào)電阻或由可調(diào)電阻與電容串聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)Kl選擇不同支路時(shí)， 電壓與電流之間的夾角c])以及電流的幅值會(huì)被改變，從而改變有功功 率的功率因數(shù)COScJ)以及電流大小。這樣，校驗(yàn)儀62可計(jì)算在不同 功率因數(shù)COScf)值、電流幅值下電能表61的誤差。
依據(jù)JJG1055-97《交流電能表現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范》要求，電能 表的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)要分別對(duì)如下負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，C0Sc|)=l，Ib; C0S4)= 0. 5L, lb; COScb=0. 5C, lb; COS cj) = 1， 10%Ib。由于連線的電阻、 電能表61不同種類表的內(nèi)阻不一樣，流經(jīng)電能表61的電流幅值與相 位往往會(huì)有較大差異，使用現(xiàn)有校驗(yàn)儀的電流生成電路生成的電流的 幅值與相位往往無(wú)法穩(wěn)定下來(lái)，不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JJG1055-97的要 求，而本發(fā)明的目的正是為了解決這一問(wèn)題的。本發(fā)明與市場(chǎng)上其它 任何一款現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀配合都能組成一種新型帶虛擬負(fù)荷的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn) 儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種生成的交流電流幅值與相位穩(wěn)定的 電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀電流生成電路；
本發(fā)明的另一目的是提供一種應(yīng)用上述電流生成電路生成電流的 方法；
本發(fā)明的再一 目的是提供一種采用上述電流生成電路的電能表校驗(yàn)儀。為實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀電流生 成電路包括電流信號(hào)調(diào)整電路、反饋環(huán)節(jié)以及電壓信號(hào)采樣電路，其 中，電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流信號(hào)，反饋環(huán)節(jié)用于調(diào)整電流 信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流幅值與相位等電流矢量，電壓信號(hào)采樣 電路的輸出端與電流信號(hào)調(diào)整電路連接。
由上述方案可見(jiàn)，電流生成電路包括有反饋環(huán)節(jié)，反饋環(huán)節(jié)檢測(cè) 電流信號(hào)調(diào)整電路輸出的電流信號(hào)，包括檢測(cè)電流信號(hào)的幅值與相 位。若電流信號(hào)的幅值、相位與設(shè)定的幅值、相位不一致，則電流信 號(hào)調(diào)整電路調(diào)整輸出的電流幅值與相位，直至與設(shè)定值一致。這樣， 即使用戶用電情況發(fā)生變化，校驗(yàn)儀的電流生成電路也能及時(shí)調(diào)整生 成的電流，確保流經(jīng)電能表的電流相位與幅值保持穩(wěn)定。
一個(gè)優(yōu)選的方案是，電流信號(hào)調(diào)整電路包括數(shù)字信號(hào)處理器及接 收數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的控制信號(hào)的電流生成電路，并且該控制信號(hào) 為PWM脈沖信號(hào)。
由于數(shù)字信號(hào)處理器具有運(yùn)算能力，其接收到反饋環(huán)節(jié)輸入的電 流信號(hào)后，能將該電流信號(hào)的幅值、相位與設(shè)定值進(jìn)行比較，并通過(guò)
輸出的P麗脈沖信號(hào)調(diào)制輸出電流信號(hào)。由于PWM脈沖信號(hào)控制方 便、靈活，并且使用數(shù)字信號(hào)處理器成本較低，便于電流生成電路的 實(shí)現(xiàn)。
為實(shí)現(xiàn)上述的另一目的，本發(fā)明提供的應(yīng)用上述電流生成電路生 成電流的方法包括設(shè)定電流信號(hào)調(diào)整電路輸出的電流相位與幅值并 輸出一初始電流信號(hào)；反饋環(huán)節(jié)自電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端檢測(cè)電流 信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)反饋至電流信號(hào)調(diào)整電路輸入端；
電流信號(hào)調(diào)整電路判斷反饋環(huán)節(jié)檢測(cè)到的電流信號(hào)相位與幅值是 否與設(shè)定的相位與幅值一致，如否，則調(diào)整輸出電流的相位與幅值。
由此可見(jiàn)，電流信號(hào)調(diào)整電路能接收到反饋電流輸入的電流信號(hào) 幅值與相位，并將其與設(shè)定的幅值、相位進(jìn)行比較，若不一致則調(diào)整 輸出的電流信號(hào)幅值與相位。這樣，確保輸出電流信號(hào)的穩(wěn)定，使校 驗(yàn)儀的校驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，同時(shí)也校驗(yàn)人員的工作提供方便。為實(shí)現(xiàn)上述的再一目的，本發(fā)明提供的電能表校驗(yàn)儀包括信號(hào)采 樣單元，與信號(hào)釆樣單元輸出端連接的計(jì)算單元，與電能表校驗(yàn)儀電 流端子連接的虛擬電流生成電路，其中，電流生成電路進(jìn)一步包括電 流信號(hào)調(diào)整電路，電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流信號(hào)， 一用于調(diào) 整電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流矢量的反饋環(huán)節(jié)，以及與電流信 號(hào)調(diào)整電路連接的電壓信號(hào)采樣電路。
由上述方案可見(jiàn)，電能表校驗(yàn)儀的電流生成電路具有反饋環(huán)節(jié)， 能檢測(cè)電流信號(hào)調(diào)整電路輸出的電流信號(hào)的相位與幅值，并由電流信 號(hào)調(diào)整電路對(duì)輸出的電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，這樣可確保電流生成電路輸 出的電流相位與幅值穩(wěn)定，并于期望(設(shè)定)值一致，便于校驗(yàn)工作 的開(kāi)展。


為了圖形表達(dá)的簡(jiǎn)潔，在此僅用單相電能表校驗(yàn)儀的形式進(jìn)行說(shuō) 明，三相方式只是多了二個(gè)電流通道，原理完全相同。
圖1是電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀校驗(yàn)電能表的示意圖； 圖2是現(xiàn)有電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀電流生成電路的電原理圖； 圖3是本發(fā)明電流生成電路第一實(shí)施例的電原理框圖； 圖4是本發(fā)明電流生成電路第一實(shí)施例中信號(hào)移相及調(diào)幅電路的 電原理框圖5是本發(fā)明電流生成電路第二實(shí)施例的電原理框圖； 圖6是本發(fā)明電流生成電路第三實(shí)施例的電原理框圖； 圖7是本發(fā)明電流生成電路第四實(shí)施例的電原理框圖。 以下結(jié)合各實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電能表校驗(yàn)儀與現(xiàn)有的電能表校驗(yàn)儀大致相同，具有一 信號(hào)采樣單元，包括有A/D轉(zhuǎn)換器等，用于檢測(cè)電能表的電壓、流經(jīng) 電能表的電流等，并設(shè)有一計(jì)算單元，與信號(hào)采樣單元的輸出端連 接，用于計(jì)算有功功率，并比較計(jì)算出的有功功率與電能表計(jì)算的有 功功率之間的誤差。并且，本發(fā)明的電能表校驗(yàn)儀還設(shè)有一電流生成電路，其與校驗(yàn)
儀的三個(gè)端子1、 2、 3連接，向電能表輸出電流。下面結(jié)合多個(gè)實(shí)施 例說(shuō)明本發(fā)明的電流生成電路及其工作原理。 第一實(shí)施例
參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例由單片機(jī)11、信號(hào)移相及調(diào)幅電路12、功 率放大器13、信號(hào)調(diào)整電路14、 A/D轉(zhuǎn)換器15、信號(hào)調(diào)整電路16、 A/D轉(zhuǎn)換器17、開(kāi)關(guān)電源18、電流互感器CT2組成。其中，電流互 感器CT2、信號(hào)調(diào)整電路14、 A/D轉(zhuǎn)換器15組成本實(shí)施例的反饋環(huán) 節(jié)，單片機(jī)11、信號(hào)移相及調(diào)幅電路12與功率放大器13組成本實(shí) 施例的電流信號(hào)調(diào)整電路，而信號(hào)調(diào)整電路16、 A/D轉(zhuǎn)換器17組成 本實(shí)施例的電壓信號(hào)采樣電路。
本實(shí)施例中，端子1、 3分別連接至電網(wǎng)的火線L以及零線N, 端子2與電能表連接，向電能表輸出電流。開(kāi)關(guān)電源18接收電網(wǎng)的 電源，并向單片機(jī)11、信號(hào)移相及調(diào)幅電路12以及功率放大器13 供電。
電流生成電路開(kāi)始工作前，需要向單片機(jī)11輸入設(shè)定的輸出電 流的矢量，如電流的幅值與相位，該設(shè)定的幅值與相位根據(jù)實(shí)際校驗(yàn) 工況需要具體設(shè)定。本發(fā)明中，電流的相位是指電流信號(hào)與電壓信號(hào) 之間所形成的夾角。電流生成電路開(kāi)始工作后，單片機(jī)11首先向信 號(hào)移相及調(diào)幅電路12輸出一控制信號(hào)，信號(hào)移相及調(diào)幅電路12向功 率放大器13輸出小電流信號(hào)，小電流信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大器13放大后 輸出。此時(shí)，端子2上輸出的電流信號(hào)為一初始電流信號(hào)，也就是電 流生成電^各向電能表輸出初始電流。
功率放大器13輸出初始電流后，電流互感器CT2采樣功率放大 器13輸出的電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)傳送至信號(hào)調(diào)整電路
14。 信號(hào)調(diào)整電路14包括有濾波電路、穩(wěn)壓電路等，主要對(duì)接收到 的電流信號(hào)進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓等處理，并將電流信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換器
15, 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后將輸出至單片機(jī)ll。
單片機(jī)11接收到反饋環(huán)節(jié)檢測(cè)到的電流信號(hào)的矢量，即檢測(cè)電 流信號(hào)的幅值與相位，并判斷該電流信號(hào)的幅值與相位是否跟設(shè)定的
8幅值、相位一致，若一致則不需要調(diào)整輸出的電流信號(hào)，若不一致， 則向信號(hào)移相及調(diào)幅電路12輸出控制信號(hào)，以調(diào)整功率放大器輸出
的電流信號(hào)。信號(hào)移相及調(diào)幅電路12的電原理框圖如圖4所示。
信號(hào)移相及調(diào)幅電路12接收電網(wǎng)的電壓，并經(jīng)過(guò)電阻Rl與R2 的分壓后輸出。信號(hào)移相及調(diào)幅電路12有多個(gè)移相電路，包括15° 移相電路71、 30°移相電^各72以及60。移相電^各73，并且每一移 相電路均與一開(kāi)關(guān)串聯(lián)，如15°移相電路71與開(kāi)關(guān)Kll串聯(lián)，30° 移相電路72與開(kāi)關(guān)K12串聯(lián)，60°移相電路73與開(kāi)關(guān)K13串聯(lián)。
單片機(jī)11輸出的控制信號(hào)控制開(kāi)關(guān)Kll、 K12、 K13任意一個(gè)閉 合，此時(shí)流經(jīng)信號(hào)移相及調(diào)幅電路12的電流信號(hào)的相位即可發(fā)生變 化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)相位的調(diào)整。
相同地，信號(hào)移相及調(diào)幅電路12設(shè)置有多個(gè)調(diào)幅電路，包括 100%調(diào)幅電路74、 50%調(diào)幅電路75以及10%調(diào)幅電路76,并且每 一調(diào)幅電路均與一開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接。單片機(jī)11輸出的控制信號(hào)控制開(kāi) 關(guān)K14、 K15、 K16中的任意一個(gè)閉合，乂人而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流信號(hào)的幅 值調(diào)整。
當(dāng)然，信號(hào)移相及調(diào)幅電路12還可以包括更多的移相電路和調(diào) 幅電路，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)校驗(yàn)儀的需要，增加或減少移相或調(diào)幅 電路，同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。為了更加精細(xì)地調(diào)整電流矢量， 信號(hào)移相及調(diào)幅電路12可以采用程控電位器，由單片機(jī)通過(guò)對(duì)程控 電位器的控制，更加準(zhǔn)確、精細(xì)調(diào)整電流的幅值與相位，使之更加接 近于設(shè)定值。
信號(hào)移相及調(diào)幅電路12在單片機(jī)11發(fā)出的控制信號(hào)控制下對(duì)電 流信號(hào)進(jìn)行移相及調(diào)幅處理后，輸出符合設(shè)定要求的電流信號(hào)，并經(jīng) 過(guò)功率放大器13放大后輸出。
本實(shí)施例還包括由信號(hào)調(diào)整電路16、 A/D轉(zhuǎn)換器17組成的電壓 信號(hào)采樣電路，信號(hào)調(diào)整電路16通過(guò)端子1、 3接收電網(wǎng)的電壓，并 經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)整電路16的換檔、濾波等處理后輸送至A/D轉(zhuǎn)換器17， 再將轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電壓采樣值發(fā)送值單片機(jī)11。單片機(jī)11根據(jù)電壓信號(hào)以及電流信號(hào)的采樣值計(jì)算電流信號(hào)與電壓信號(hào)之間的夾 角，也就是計(jì)算電流信號(hào)的相位。
本實(shí)施例生成電流的方法如下首先向單片機(jī)11設(shè)定電流的相 位以及幅值，然后單片機(jī)11控制信號(hào)移相及調(diào)幅電路12、功率放大 器13輸出初始電流信號(hào)，反饋環(huán)節(jié)檢測(cè)功率放大器13輸出的電流信 號(hào)，并將該電流信號(hào)反饋至單片機(jī)11,即電流信號(hào)檢測(cè)電路的輸入端。
單片機(jī)11接收到電流信號(hào)后，判斷該電流信號(hào)的相位與幅值是 否與設(shè)定值一致，若不一致，則通過(guò)控制信號(hào)移相及調(diào)幅電路12來(lái) 調(diào)整輸出的電流信號(hào)，直至電流信號(hào)的相位與幅值跟設(shè)定值一致為 止。
由上述的方案可見(jiàn)，本實(shí)施例能生成相位、幅值穩(wěn)定的電流，在 校驗(yàn)電能表時(shí)能獲得準(zhǔn)確的誤差數(shù)據(jù)，給電能表校驗(yàn)工作提供極大的 便利。
第二實(shí)施例
參見(jiàn)圖5,本實(shí)施例包括檔位控制器21、信號(hào)移相及調(diào)幅電路 22、功率放大器23以及信號(hào)調(diào)整電路24、電流互感器CT3組成。其 中，電流互感器CT3、信號(hào)調(diào)整電路24構(gòu)成反饋環(huán)節(jié)，檔位控制器 21、信號(hào)移相及調(diào)幅電路22、功率放大器23構(gòu)成本實(shí)施例的電流信 號(hào)調(diào)整電路。
本實(shí)施例的信號(hào)移相及調(diào)幅電路22與第一實(shí)施例的信號(hào)移相及 調(diào)幅電路12相同，且信號(hào)調(diào)整電路24與第一實(shí)施例的信號(hào)調(diào)整電路 14基本一致，在此不再贅述。
本實(shí)施例的檔位控制器21包括多個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)，用于手動(dòng)選擇閉 合信號(hào)移相及調(diào)幅電路22中的開(kāi)關(guān)，從而選擇不同的移相電路以及 調(diào)幅電路，信號(hào)移相及調(diào)幅電路22即對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，并將調(diào) 整后的電流信號(hào)經(jīng)功率放大器23放大后輸出。
本實(shí)施例與第一實(shí)施例不同的是，第一實(shí)施例是由單片機(jī)11向 信號(hào)移相及調(diào)幅電路12發(fā)出控制信號(hào)，本實(shí)施例則由檔位控制器21 向信號(hào)移相及調(diào)幅電路22發(fā)出控制信號(hào)。因此，應(yīng)用本實(shí)施例的校
10驗(yàn)儀進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，校驗(yàn)人員通過(guò)檔位控制器21設(shè)定電流信號(hào)的相位 與幅值。
信號(hào)移相及調(diào)幅電路22根據(jù)設(shè)定的相位與幅值驅(qū)動(dòng)功率放大器 23輸出電流信號(hào)，電流互感器CT3將功率放大器23輸出的電流信號(hào) 采樣，并通過(guò)信號(hào)調(diào)整電路24輸出至功率放大器23。功率放大器23 根據(jù)設(shè)定值調(diào)整輸出電流信號(hào)的相位與幅值，直至輸出電流信號(hào)的幅 值與相位跟設(shè)定值一致。
第三實(shí)施例
參見(jiàn)圖6，本實(shí)施例由單片機(jī)31、電流生成電路32、功率放大 器33、信號(hào)調(diào)整電路34、 A/D轉(zhuǎn)換器35、信號(hào)調(diào)整電路36、 A/D轉(zhuǎn) 換器37、開(kāi)關(guān)電源38、電流互感器CT4組成。其中，電流互感器 CT4、信號(hào)調(diào)整電路34、 A/D轉(zhuǎn)換器35組成本實(shí)施例的反饋環(huán)節(jié)，單 片機(jī)31、電流生成電路32與功率放大器33組成本實(shí)施例的電流信 號(hào)調(diào)整電路，而信號(hào)調(diào)整電路36、 A/D轉(zhuǎn)換器37組成本實(shí)施例的電 壓信號(hào)采樣電路。
與第一實(shí)施例相同的，信號(hào)調(diào)整電路36、 A/D轉(zhuǎn)換器37采樣電 網(wǎng)中的電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)傳送至單片機(jī)31中。同時(shí)，單片機(jī) 31還接收反饋環(huán)節(jié)輸入的電流信號(hào)。
首先向單片才幾31設(shè)定電流的相位與幅值，電流生成電路開(kāi)始工 作后，單片機(jī)31向信號(hào)生成電路32發(fā)出控制信號(hào)，電流生成電路 32通過(guò)功率放大器33輸出一初始電流。電流互感器CT4檢測(cè)功率放 大器33輸出的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)整電路34、 A/D 轉(zhuǎn)換器35輸入至單片機(jī)31,單片機(jī)31即判斷檢測(cè)到的電流信號(hào)的 相位與幅值是否與設(shè)定值一致，若不一致，則通過(guò)向電流生成電路 32發(fā)出調(diào)整控制信號(hào)來(lái)調(diào)整功率放大器33輸出的電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 電流信號(hào)的幅值與相位進(jìn)行控制的目的。
本實(shí)施例中，電流生成電路32由第一實(shí)施例中的信號(hào)移相及調(diào) 幅電路12與一信號(hào)源構(gòu)成，該信號(hào)源生成一幅值較小的小電流信 號(hào)，并且該小電流信號(hào)可在移相電路與調(diào)幅電路的控制下改變相位與幅值。電流信號(hào)生成電路32還可以由D/A轉(zhuǎn)換、P麗脈寬調(diào)制、DDS 直接數(shù)字合成等方式進(jìn)行生成。 第四實(shí)施例
參見(jiàn)圖7,本實(shí)施例具有信號(hào)調(diào)整電路50、 A/D轉(zhuǎn)換器51構(gòu) 成的電壓信號(hào)釆樣電路，由電流互感器CT5、信號(hào)調(diào)整電路44、 A/D 轉(zhuǎn)換器45構(gòu)成的檢測(cè)支路及由鉗表52、信號(hào)調(diào)整電路46、 A/D轉(zhuǎn)換 器47組成的檢測(cè)支路，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 41、電流生成電路 42組成的電流信號(hào)調(diào)整電路，還有開(kāi)關(guān)電源48、模擬開(kāi)關(guān)49、與數(shù) 字信號(hào)處理器41連接的顯示器53以;SJ建盤(pán)54,本實(shí)施例的兩條檢 測(cè)支路以及模擬開(kāi)關(guān)49組成反饋環(huán)節(jié)。
開(kāi)關(guān)電源48閉合，數(shù)字信號(hào)處理器41、電流生成電路42獲得 供電。校驗(yàn)人員通過(guò)^^建盤(pán)54向數(shù)字信號(hào)處理器41輸入設(shè)定的電流信 號(hào)相位與幅值，數(shù)字信號(hào)處理器41向電流生成電路42輸出控制信 號(hào)，電流生成電i 各42在控制信號(hào)的控制下輸出初始電流。
本實(shí)例中，電流生成電路42有以下幾種實(shí)現(xiàn)方式
(1) 、通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流信號(hào)，再通過(guò)功率放大器放 大，然后經(jīng)過(guò)升流器，將大電壓變成小電壓，大電流；
(2) 、通過(guò)P麗直接產(chǎn)生大電壓，經(jīng)升流器將大電壓變成小電
壓，大電流llr出；
(3) 、通過(guò)P麗直接產(chǎn)生大電流，與方式(2)的區(qū)別于無(wú)需升
、、六哭
電流互感器CT5檢測(cè)電流生成電路42輸出的電流信號(hào)，并將檢 測(cè)到的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)整電路44、 A/D轉(zhuǎn)換器45、模擬開(kāi)關(guān)49 后獲得數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)輸入至數(shù)字信號(hào)處理器41。數(shù)字信號(hào) 處理器41判斷電流生成電路42輸出的電流信號(hào)相位與幅值是否與設(shè) 定的相位、幅值一致，若不一致，則調(diào)整電流生成電路48以此調(diào)整 輸出電流的相位與幅值。
本實(shí)施例中，反饋環(huán)節(jié)具有兩條檢測(cè)支路， 一條是由電流互感器 CT5、信號(hào)調(diào)整電路44、 A/D轉(zhuǎn)換器45組成的支路，另一條由鉗表 52、信號(hào)調(diào)整電路46以及A/D轉(zhuǎn)換器47組成。兩條支路通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)49進(jìn)行選擇，當(dāng)需要選用電流生成電路42輸出的電流作為檢測(cè)電 流時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)49選擇由A/D轉(zhuǎn)換器47向數(shù)字信號(hào)處理器41輸入 信號(hào)。若選擇使用鉗表52檢測(cè)的電流信號(hào)作為檢測(cè)電流時(shí)，模擬開(kāi) 關(guān)49選擇由A/D轉(zhuǎn)換器45向數(shù)字信號(hào)處理器41輸入信號(hào)。
使用鉗表52檢測(cè)的電流信號(hào)作為檢測(cè)電流時(shí)，鉗表52鉗在電能 表電流輸入線上，檢測(cè)流經(jīng)電能表的電流。鉗表52檢測(cè)電能表的電 流信號(hào)后，通過(guò)信號(hào)調(diào)整電路46、 A/D轉(zhuǎn)換器47傳送至模擬開(kāi)關(guān)49 上。此時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)49選擇A/D轉(zhuǎn)換器47向數(shù)字信號(hào)處理器41輸 入信號(hào)。這樣，校驗(yàn)人員可根據(jù)實(shí)際情況選擇檢測(cè)電流的對(duì)象，給校 驗(yàn)工作提供便利。
由上述方案可見(jiàn)，電流生成電路具有反饋環(huán)節(jié)以及電流信號(hào)調(diào)整 電路，能檢測(cè)輸出的電流相位及幅值，并不斷調(diào)整電流信號(hào)的相位、 幅值，使輸出電流的相位與幅值跟設(shè)定值一致為止。這樣，電流生成 電路輸出的電流信號(hào)相位與幅值穩(wěn)定，校驗(yàn)儀校驗(yàn)電能表的誤差更加 準(zhǔn)確，便于校驗(yàn)工作的進(jìn)行。
本發(fā)明的反饋環(huán)節(jié)還可以是由檢測(cè)人員參與實(shí)現(xiàn)，例如電能表檢 驗(yàn)儀檢測(cè)電流信號(hào)調(diào)整電路輸出的電流矢量，檢測(cè)人員判斷該矢量是 否與設(shè)定值一致，若不一致則手動(dòng)調(diào)節(jié)選擇電流信號(hào)調(diào)整電路中的移 相電路以及調(diào)幅電路，這樣也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的目的。
當(dāng)然，上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的較佳的四個(gè)實(shí)施方案，實(shí)際應(yīng)用 中，還可以有更多的改變，例如，信號(hào)移相及調(diào)幅電路中設(shè)置更多不 同角度的移相電路以及不同幅度的調(diào)幅電路；或者，數(shù)字信號(hào)處理器 輸出的控制信號(hào)為SP麗脈沖信號(hào)等；又或者在第四實(shí)施例中，使用 觸摸屏替代鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備等；再或者使用霍爾傳感器、電阻采樣 等的電流傳感電路替代上述實(shí)施例中的電流互感器(CT2、 CT3、 CT4、 CT5),這些改變并不影響本發(fā)明的實(shí)施。
最后需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，例如信號(hào)移相 及調(diào)幅電路構(gòu)成的改變、模擬開(kāi)關(guān)選擇的改變、反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成的改變 等微小的變化也應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1、電流生成電路，其特征在于包括電流信號(hào)調(diào)整電路；所述電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流信號(hào)；一用于調(diào)整電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流矢量的反饋環(huán)節(jié)；與所述電流信號(hào)調(diào)整電路連接的電壓信號(hào)采樣電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流生成電路，其特征在于 所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括數(shù)字信號(hào)處理器及接收數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的控制信號(hào)的電流生成電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流生成電路，其特征在于所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括單片機(jī)、電流生成電路以及與電流生 成電路輸出端連接的功率;^丈大器；所述單片機(jī)接收反饋環(huán)節(jié)輸入的電流信號(hào)，并向所述電流生成電 路輸出控制信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流生成電路，其特征在于 所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括檔位控制器、信號(hào)移相及調(diào)幅電路以及功率放大器；所述信號(hào)移相及調(diào)幅電路與檔位控制器連接； 所述功率放大器接收反饋環(huán)節(jié)輸入的電流信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述電流生成電路生成電流的方法，包括 設(shè)定電流信號(hào)調(diào)整電路輸出的電流相位與幅值并輸出 一初始電流信號(hào)；反饋環(huán)節(jié)自電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端檢測(cè)電流信號(hào)，并將檢測(cè)到 的電流信號(hào)反饋至電流信號(hào)調(diào)整電路輸入端；電流信號(hào)調(diào)整電路判斷反饋環(huán)節(jié)檢測(cè)到的電流信號(hào)相位與幅值是 否與設(shè)定的相位與幅值一致，如否，則調(diào)整輸出電流的相位與幅值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流生成方法，其特征在于 所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括數(shù)字信號(hào)處理器及接收數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的控制信號(hào)的電流生成電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流生成方法，其特征在于所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括單片機(jī)、電流生成電路以及與電流生 成電路輸出端連接的功率放大器；所述單片機(jī)接收反饋環(huán)節(jié)輸入的電流信號(hào)，并向電流生成電路輸 出控制信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流生成方法，其特征在于 所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括檔位控制器、信號(hào)移相及調(diào)幅電路以及功率放大器；所述信號(hào)移相及調(diào)幅電路與檔位控制器連接；所述功率放大器接收反饋環(huán)節(jié)輸入的電流信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的電 流信號(hào)相位與幅值調(diào)整輸出的電流相位與幅值。
9、 電能表校驗(yàn)儀，包括 信號(hào)采樣單元；與信號(hào)采樣單元輸出端連接的計(jì)算單元；與電能表校驗(yàn)儀電流端子連接的電流生成電路；其特征在于所述電流生成電路進(jìn)一步包括 電流信號(hào)調(diào)整電路；所述電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流信號(hào)；一用于調(diào)整電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流矢量的反饋環(huán)節(jié)；與所述電流信號(hào)調(diào)整電路連接的電壓信號(hào)采樣電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電能表校驗(yàn)儀，其特征在于 所述電流信號(hào)調(diào)整電路包括數(shù)字信號(hào)處理器及接收數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的控制信號(hào)的電流生成電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電流生成電路及方法、電能表校驗(yàn)儀，該電路包括電流信號(hào)調(diào)整電路、反饋環(huán)節(jié)以及電壓信號(hào)采樣電路，其中，電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流信號(hào)，反饋環(huán)節(jié)用于調(diào)整電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端輸出電流矢量。電流生成方法包括設(shè)定電流信號(hào)調(diào)整電路輸出的電流相位與幅值并輸出一初始電流信號(hào)，反饋環(huán)節(jié)自電流信號(hào)調(diào)整電路輸出端檢測(cè)電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)反饋至電流信號(hào)調(diào)整電路輸入端；電流信號(hào)調(diào)整電路判斷檢測(cè)到的電流信號(hào)相位與幅值是否與設(shè)定的相位與幅值一致，如否，則調(diào)整輸出電流的相位與幅值。本發(fā)明的電流生成電流能輸出相位、幅值穩(wěn)定的電流至電能表，確保電能表校驗(yàn)誤差的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R15/00GK101493479SQ200910037328
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者朱亞軍, 蔡曉航 申請(qǐng)人:珠海市科薈電器有限公司