專利名稱：用于變換測量記錄表常數(shù)的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能量測量器，更具體地講，涉及將美國國內市場上的測量記錄表變換成與國際市場所需測量記錄表兼容的測量記錄表。
為美國國內市場而制造的測量記錄表，為了得到能量計量，通常采用一個定義為每個脈沖內的總千瓦小時(kwh)數(shù)的儀表常數(shù)。更具體地講，能量的計量是通過觸發(fā)指示能量消耗的脈沖計數(shù)而進行的。例如對于圓盤的每一轉產生，一個脈沖。圓盤以與能耗成正比的速率旋轉。通過將總的脈沖計數(shù)乘以儀表常數(shù)，得到kwh(千瓦小時)的能量計量。
然而，在國際市場上，采用了不同的儀表常數(shù)Cz。為了與用于國際市場上的儀表兼容，需要提供一個機構用于處理這種在儀表常數(shù)的定義上的差異。然而，精度必須保持不變。
本發(fā)明在其一個實施例中為設在測量記錄表其它軟件層上的一軟件層。在該軟件層上作出補償和/或改變以適應于國際上的定義和要求。記憶在該軟件層內的算法用來將國際儀表作出的儀表計量變換為美國國內的那種形式。采用變換后的計量，計量器可以用于執(zhí)行其它的操作，以進行各種能耗的計量。
本發(fā)明消除了對為美國國內市場制造的測量記錄表所需的完全的再編程，以使該計量器用于國際上。
本發(fā)明的各目的、進一步的特征以及優(yōu)點將通過與附圖一起閱讀以下詳述的說明書而變得清楚，其中


圖1為描述包括本發(fā)明的測量記錄表的方框圖;及圖2為示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的一系列處理步驟的流程圖。
參看圖1，為一個測量記錄表的方框圖100。儀表的輸入由方框102表示。該輸入可以為包括例如從旋轉的圓盤上產生脈沖的多種形式之一。這種脈沖的產生是以已有技術方式出現(xiàn)的。
脈沖于簡單地數(shù)計所收的脈沖的累加器104中被累加。脈沖累加器104將脈沖總數(shù)的計數(shù)提供給總地以106代表的軟件層。記憶在軟件層中的是一國際構形編譯程序層108和一儀表計算層110。國際構形編譯程序層108執(zhí)行必要的操作，以將脈沖累加器的輸入轉換成能與儀表計算層110軟件兼容的形式。
更具體講，如果儀表計算層110軟件是嚴格針對美國國內市場來實現(xiàn)的，則這種軟件不能與現(xiàn)成的國際儀表計量兼容。通過將國際構形編譯程序層108的輸入變換成能與這種儀表構形編譯程序層110軟件兼容的形式，消除了對整個儀表計算層110軟件的改寫。否則，必會有對改寫儀表計算層110的消費和耗時。
從軟件層106的輸出被提供到諸如液晶顯示器(LCD)的顯示輸出112上。
雖然所示的是以軟件方式實現(xiàn)的，可以料想還有許多在此后描述的以硬件或以某種硬件/軟件組合方式實現(xiàn)的工作方式。
脈沖發(fā)生器、脈沖累加器、儀表計算和顯示器的細節(jié)已在愛迪生電力學院(EdisonElectricInstitute)，華盛頓第十九街1111號20036(1981)，第八版的“電力測量手冊”中作了表述。
關于國際構形編譯程序的運行，對于美國國內測量記錄表，儀表常數(shù)K定義如下K＝〔Kh×(R/P)×Sf×Tf〕/Kr(1)其中Kh為儀表瓦特小時常數(shù)(瓦特小時/儀表圓盤轉數(shù));
Sf為比例系數(shù)(1至10內的整數(shù));
Tf為變換系數(shù)＝電壓變換率×電流變換率;
R/P為儀表圓盤轉數(shù)/光輸出脈沖;
Kr為記錄表顯示倍率。
比例系數(shù)Sf用在需用時限長時(60分鐘以上)，且儀表工作在高負載并由此以高速產生脈沖的場合。這種結合將會導致占用計數(shù)器的過流。程序員應當認識到這種可能性，并為Sf選擇適合的值以防止這種過流。在于占用計數(shù)器中累加之前，輸入的脈沖被Sf除。然而，在大多數(shù)情況下，Sf設為“1”。
變換系數(shù)Tf用于有變壓的儀表。以Kh乘Tf得到一個量PKh(初級瓦特小時常數(shù))-初級電路瓦特小時/儀表圓盤轉數(shù)。對自含式(直接聯(lián)接的)儀表，Tf等于“1”。
R/P為儀表圓盤轉數(shù)/光輸出脈沖。該比率是由裝在儀表軸上的快門設計確定的，且通常為1/12，例如通用電氣公司制造的儀表。
Kr為記錄表顯示倍率，并通常與有變壓的儀表一起使用，在該儀表中，實際在儀表變壓器初級一側被計量并大于測量記錄表的能量可得以快速顯示，對于自含式(直接聯(lián)接的)儀表，Kr等于“1”。
三種選擇基本上可用于有變壓的儀表并包含對Tf和Kr的選擇。這些選擇是1.如果Kr設為“1”，且Tf用在方程(1)中，則儀表直接讀出在儀表變壓器初級電路中的能量。這里的實際問題是，K值可能會變得非常大，因而記錄表顯示增加得很快，并可能在各月內的讀表間隔內造成過流;
2.如果Kr等于Tf，有變壓的儀表呈現(xiàn)出與自含式儀表相象，并在儀表變壓器次級電路讀出按比例縮小的能量。為獲得真實能量讀數(shù)，該儀表讀數(shù)必須乘以變換系數(shù)并使顯示倍率Kr設定為等于Tf;
3.以上第2項選擇可能最終使包含用戶的某些智力因素在內的顯示倍率諸如為800或1200。許多用戶喜歡使顯示倍率為10的指數(shù)，即10、100、1000。在這種情況下，選Kr為期望值并用在方程(1)中。
全部三個選擇可被說成是“初級讀表”，但第一種選擇將是不使用倍率的“初級讀表”。
在計算和存貯K之外，程序操作存貯一些其它的如Sf和Tf的常數(shù)。然而，只有Sf實際被用于寄存器計算操作中。其他的常數(shù)只是為了記錄和顯示的目的而存貯的。
對于國際市場，國際儀表是依IEC521標準制造的并采用不同的儀表常數(shù)Cz，該常數(shù)定義為每千瓦小時內儀表圓盤的轉數(shù)。
Kh與Cz間的關系為Kh＝1000/Cz(2)代入方程(1)得到K＝〔1000×(R/P)×Sf×Tf〕/〔Cz×Kr〕 (3)代入P/R為12時的值，則K＝〔1000×Sf×Tf〕/〔12×Cz×Kr〕 (4)通常，對于美國國內儀表，存貯在測量記錄表中的常數(shù)K為6位數(shù)字常數(shù)，小數(shù)點在數(shù)字第三位和第四位之間(即×××.×××)，它提供一個從000.001到999.999的量程。然而，可以發(fā)現(xiàn)，當Cz被用于確定K時，如果K被簡化存貯并用作六位數(shù)字常數(shù)時，將失去精度。
作為對前述方程使用的實例，給出以下實例，該實例表述了在美國國內測量記錄表中使用國際常數(shù)Cz時潛在的問題，這種美國國內測量記錄表通常在其儀表計算中采用常數(shù)K。
例1假定Cz設為每千瓦小時60轉，則K＝1000/〔Cz×12〕 (5)K＝1000/〔60×12〕(6)K＝1.38888889(7)常數(shù)K以×××.×××存貯在記錄表中，它意味著對于以上示例，001.388將作為K存貯在記錄表中。如果999999個脈沖被累加，則Kwh(千瓦小時)＝999999×〔001.388/1000〕＝1387.9986(取整1387)(8)另外，如果常數(shù)Cz被存貯并直接用于記錄表以確定Kwh(千瓦小時)，將得出以下結果Kwh(千瓦小時)＝脈沖個數(shù)＃/〔12×Cz〕＝999999/〔12×60〕 (9)Kwh(千瓦小時)＝999999/720＝1388.8875(取整為1388)(10)對于以上所述，將看到用該值為常數(shù)K時比當用常數(shù)C時產生1Kwh(千瓦小時)的差值。
實例2設定Cz為每千瓦小時1500轉，則K＝1000/〔Cz×12〕 (11)K＝1000/〔15000×12〕 (12)K＝0.00555555……(13)只有000.005被存貯在記錄表中作為常數(shù)K。這不僅會在Kwh(千瓦小時)的計算中引入誤差，還可能對程序員/讀者顯示Cz值時帶來困難。具體講，如果把000.005的值存入作為K，則Cz再計算如下Cz＝〔1000/K〕/12 (14)Cz＝〔1000/0.005〕/12 (15)Cz＝16666.667 (16)然而，Cz初始時設定的是15000。
從前述實例中，可以看到在測量記錄表中僅僅存貯一個值作為Cz和/或K時存在的潛在問題。
為了克服這些問題，最好存貯一個比率(整數(shù)/整數(shù))用于在儀表測量記錄表中用Cz執(zhí)行對Kw(千瓦)和Kwh千瓦小時的正確計算。更具體地講，使用比率X/Y，可采用以下方程Kwh(千瓦小時)＝〔脈沖數(shù)?！场瞂/Y〕(17)Kw(千瓦)＝〔Kwh〕〔60/間隔＃〕(18)比率X/Y為每個脈沖千瓦小時。該比率最好以“整數(shù)/整數(shù)”形式出現(xiàn)并在存貯之前由程序員/讀者提取公因子。
圖2為流程圖150，示出一系列用于確定X和Y值的處理步驟。更具體地講，在由符號152指示的“起始”操作開始后，值R/P、Sf、Tf、Cz以及Kr被輸入到154代表的記錄表中。如156所示隨后計算出X和Y如下X＝RSfTf(19)Y＝PCzKr(20)對于X和Y的這些值隨后以最大公因子(GCD)提公因子，并存儲在測量記錄表中，當需要時，用于測量記錄表計算。
通過在測量記錄表中采用本發(fā)明，精度可以保持不變，這種測量記錄表必須采用國際常數(shù)Cz，但卻基于美國國內的算法。
權利要求
1.一種方法，包括如下步驟用兩個整數(shù)的比率作為儀表常數(shù)，至少有該整數(shù)其一至少部分地由儀表常數(shù)CZ導出；和利用該比率導出能量消耗的一個總量的儀表計量。
2.如權利要求1的方法，其特征在于用該比率導出的儀表計量為千瓦小時。
3.如權利要求1的方法，其特征在于該比率定義為X/Y，其中X＝RSfTf且Y＝PCzKr其中Sf為比例系數(shù)(1至10內的整數(shù));Tf為變換系數(shù)＝電壓變換率×電流變換率;Cz為由系統(tǒng)操作者定義的國際儀表常數(shù);R/P為儀表圓盤轉數(shù)/光輸出脈沖;Kr為記錄表顯示倍率。
4.如權利要求1的方法，其特征在于所述步驟的每一個步驟是以軟件實現(xiàn)的。
5.一種用于執(zhí)行以下步驟的控制微處理器的方法，所述的以下步驟是指用兩個整數(shù)的比率作為儀表常數(shù)，至少有該整數(shù)其一至少部分地由儀表常數(shù)Cz導出;和利用該比率導出能量耗消的一個總量的儀表計量。
6.如權利要求5的方法，其特征在于用該比率導出的儀表計量為千瓦小時。
7.如權利要求5的方法，其特征在于該比率定義為X/Y，其中X＝RSfTf且Y＝PCzKr其中Sf為比例系數(shù)(1至10內的整數(shù));Tf為變換系數(shù)＝電壓變換率×電流變換率;CZ為由系統(tǒng)操作者定義的國際儀表常數(shù);R/P為儀表圓盤轉數(shù)/光輸出脈沖;Kr為記錄表顯示倍率。
8.一種裝置，包括用來將兩個整數(shù)的比率作為儀表常數(shù)、至少有該整數(shù)其一至少部分地由儀表常數(shù)Cz導出的裝置;和利用該比率導出能量消耗的一個總量的儀表計量的裝置。
9.如權利要求8的裝置，其特征在于用該比率導出的儀表計量為千瓦小時。
10.如權利要求8的裝置，其特征在于該比率定義為X/Y，其中X＝RSfTf且Y＝PCzKr其中Sf為比例系數(shù)(1至10內的整數(shù));Tf為變換系數(shù)＝電壓變換率×電流變換率;CZ為由系統(tǒng)操作者定義的國際儀表常數(shù);R/P為儀表圓盤轉數(shù)/光輸出脈沖;Kr為記錄表顯示倍率。
全文摘要
本發(fā)明在其一實施例中為一種方法，該方法包括的步驟為用兩個整數(shù)的比率作為儀表常數(shù)，至少有該整數(shù)其一至少部分地由儀表常數(shù)C
文檔編號G01R21/00GK1070044SQ9210066
公開日1993年3月17日 申請日期1992年1月30日 優(yōu)先權日1991年8月30日
發(fā)明者陳恒淳, D·F·布洛克 申請人:通用電氣公司