根據(jù)溫度對(duì)電能表電能計(jì)量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電能表電能計(jì)量誤差補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種根據(jù)溫度對(duì)電 能表電能計(jì)量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能表是用來測量電路中電能消耗的儀表。在生產(chǎn)電能表時(shí)，電能表的電能計(jì)量 準(zhǔn)確度都是按照電能表在出廠時(shí)參比溫度為20°C的常溫工作環(huán)境下校準(zhǔn)、檢驗(yàn)的，而電能 表的電能計(jì)量準(zhǔn)確度與環(huán)境溫度有關(guān)。由于實(shí)際使用環(huán)境溫度變化的影響，電能表的電能 計(jì)量準(zhǔn)確度會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)較大的偏差，從而使電能表不能準(zhǔn)確做到電能消耗量的電能計(jì) 量的公平。因此，設(shè)計(jì)一種根據(jù)環(huán)境溫度變化能夠自動(dòng)對(duì)電能表的電能計(jì)量精度進(jìn)行自動(dòng) 校準(zhǔn)糾正方法顯得非常重要。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有電能表的電能計(jì)量準(zhǔn)確度受環(huán)境溫度變化的影響較 大，導(dǎo)致在溫度變化較大的環(huán)境中使用電能表時(shí)，出現(xiàn)所得到的電能計(jì)量數(shù)據(jù)與用戶實(shí)際 電能消耗量的電能消耗數(shù)據(jù)存在較大偏差，影響電能計(jì)量公平的不足，提供一種能及時(shí)根 據(jù)環(huán)境溫度計(jì)算出新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值去替換掉電能計(jì)量芯片中功率增溢校 正寄存器中原有的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值（出廠時(shí)參比溫度下的校準(zhǔn)值），然后電能 計(jì)量芯片采集電壓信號(hào)和電流信號(hào)，電能計(jì)量芯片然后用這個(gè)新的功率增溢校正寄存器校 準(zhǔn)值對(duì)電能計(jì)量芯片所采集到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行電能信號(hào)的轉(zhuǎn)換，微處理器采集 電能信號(hào)進(jìn)行電量累計(jì)，使用戶的實(shí)際電能消耗量與電能表電能計(jì)量偏差較小的根據(jù)溫度 對(duì)電能表電能計(jì)量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)裝置。
[0004] 以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的：
[0005] 根據(jù)溫度對(duì)電能表電能計(jì)量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)裝置，包括溫度檢測傳感 器、存儲(chǔ)器、電流信號(hào)采樣電路、電壓信號(hào)采樣電路、在內(nèi)部設(shè)有定時(shí)器的微處理器和在內(nèi) 部設(shè)有功率增溢校正寄存器的電能計(jì)量芯片，其中，電能計(jì)量芯片、溫度檢測傳感器和存儲(chǔ) 器分別與微處理器相連接，電流信號(hào)采樣電路和電壓信號(hào)采樣電路分別與電能計(jì)量芯片相 連接。
[0006] 與所述校準(zhǔn)裝置相適應(yīng)的校準(zhǔn)方法如下：
[0007] 步驟（1-1)在微處理器的定時(shí)器內(nèi)預(yù)先設(shè)定好溫度檢測間隔時(shí)間，當(dāng)溫度檢測間 隔時(shí)間到時(shí)，微處理器立即給溫度檢測傳感器發(fā)出溫度檢測指令，溫度檢測傳感器立即對(duì) 電能表內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，并把檢測到的溫度信號(hào)上傳給微處理器；
[0008] 步驟（1-2)然后，微處理器立即讀取存儲(chǔ)器中原有的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值 (出廠時(shí)參比溫度下的校準(zhǔn)值）；
[0009] 步驟（1-3)微處理器根據(jù)溫度檢測傳感器傳來的溫度信號(hào)及原有的功率增溢校 正寄存器校準(zhǔn)值，計(jì)算出該溫度信號(hào)條件下需要重新寫入到電能計(jì)量芯片的功率增溢校正 寄存器中的新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值；
[0010] 步驟（1-4)新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值的計(jì)算過程如下：
[0011] 若電能表在參比溫度IVC下的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值為Ztl，則在不同溫度 T°C時(shí)需要修正的誤差精度err為：
[0012] err = (T-T0) K (1);
[0013] 設(shè)電能表在溫度為T時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)的修正變量為Pgain，則
[0015] 則電能表在溫度為T時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償修正后得到的新的功率增溢校正寄存器校 準(zhǔn)值Z1S :
[0016] 如果 Ztl比特位的最高有效位 bitf = 1，則 Z int(ZQ+PgainX215) (3)；
[0017] 如果Ztl比特位的最高有效位bitf = 0,且ZQ+PgainX215彡0時(shí)，
[0018] 則 Z1= int(Z〇+PgainX215) (4)；
[0019] 如果Ztl比特位的最高有效位bitf = 0,且ZQ+PgainX215< 0時(shí)，
[0020] 則 Z1= int(2 16+Z0+PgainX215) (5)；
[0021] 其中：int()為取整函數(shù)，K為需要進(jìn)行負(fù)溫度補(bǔ)償?shù)钠骄鶞囟认禂?shù)，T為溫度檢測 傳感器檢測到的電能表內(nèi)的實(shí)際溫度；
[0022] 步驟（1-5)微處理器內(nèi)的計(jì)算軟件根據(jù)上述公式（1)、（2)、（3)、（4)、（5)計(jì)算出 功率增溢校正寄存器的新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值；如果溫度檢測傳感器檢測到電能 表內(nèi)的實(shí)際溫度T發(fā)生了改變，那么上述公式（1)、（2)、（3)、（4)、（5)所計(jì)算出來的功率增 溢校正寄存器的新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值也會(huì)不同；所以實(shí)際溫度T發(fā)生改變就會(huì) 使功率增溢校正寄存器的新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值也跟著發(fā)生改變，因此，通過把 溫度檢測傳感器檢測到的電能表內(nèi)的實(shí)際溫度T計(jì)算出來的新的功率增溢校正寄存器校 準(zhǔn)值去替換掉電能計(jì)量芯片的功率增溢校正寄存器中的原有的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn) 值即可對(duì)電能表的電能計(jì)量誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償校準(zhǔn)；
[0023] 步驟（1-6)當(dāng)功率增溢校正寄存器中的原有的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值被新 的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值替換后，電能計(jì)量芯片采樣電流信號(hào)和電壓信號(hào)在電能計(jì)量 芯片內(nèi)經(jīng)過積分并經(jīng)功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)后轉(zhuǎn)換為電能信號(hào)，并把電能信號(hào)傳給微處 理器，由微處理器對(duì)每次傳來的電能信號(hào)進(jìn)行累計(jì)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，從而實(shí)現(xiàn)了電能表 根據(jù)實(shí)際溫度對(duì)電能表電能計(jì)量誤差的自動(dòng)補(bǔ)償校準(zhǔn)。
[0024] 本方案能及時(shí)根據(jù)環(huán)境溫度計(jì)算出來的新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值去替換 掉功率增溢校正寄存器中原有的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值，然后電能計(jì)量芯片用這個(gè) 新的功率增溢校正寄存器校準(zhǔn)值進(jìn)行電能量信號(hào)轉(zhuǎn)換，微處理器采集電能信號(hào)進(jìn)行電量累 計(jì)。本方案能根據(jù)環(huán)境溫度的變化及時(shí)對(duì)電能表電能計(jì)量芯片中的功率增溢校正寄存器的 校準(zhǔn)值進(jìn)行更新，從而使電能表獲得的電能計(jì)量與實(shí)際電能消耗量偏差小，提高了用電的 公平性。
[0025] 作為優(yōu)選，所述電流信號(hào)采樣電路包括：一號(hào)節(jié)點(diǎn)、二號(hào)節(jié)點(diǎn)、錳銅電阻、公共負(fù)極 端VSS、接地端、電阻R73、電阻R74、電容C27和電容C28,電阻R73的一端與錳銅電阻的1 號(hào)電流信號(hào)采樣端口連接，電阻R73的另一端與一號(hào)節(jié)點(diǎn)連接；電阻R74的一端與錳銅電阻 的2號(hào)電流信號(hào)采樣端口連接，電阻R74的另一端與二號(hào)節(jié)點(diǎn)連接；電容C27的一端與二號(hào) 節(jié)點(diǎn)連接，電容C27的另一端與接地端連接；電容C28的一端與一號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電容C28的 另一端與接地端連接；電能計(jì)量芯片的電流通道正模擬輸入引腳與二號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電能計(jì) 量芯片的電流通道負(fù)模擬輸入引腳與一號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，錳銅電阻的3號(hào)電流信號(hào)采樣端口與 公共負(fù)極端VSS連接；
[0026] 所述電壓信號(hào)采樣電路包括：火線端Nl、三號(hào)節(jié)點(diǎn)、四號(hào)節(jié)點(diǎn)、電阻RA3、電阻RA4、 電阻狀5、電阻狀6、電阻狀7、電阻狀8、電阻1?112、電阻1?115、電容039和電容040，電阻狀3 的一端與火線端Nl連接，電阻RA3的另一端與電阻RA4的一端連接，電阻RA4的另一端與 電阻RA5的一端連接，電阻RA5的另一端與電阻RA6的一端連接，電阻RA6的另一端與電阻 RA7的一端連接，電阻RA7的另一端與電阻RA8的一端連接；電阻RA8的另一端與三號(hào)節(jié)點(diǎn) 連接；電阻Rl 12的一端與三號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電阻Rl 12的另一端與接地端連接；電容C39的一 端與三號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電容C39的另一端與接地端連接；電阻R115-端與四號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電阻 R115的另一端與接地端連接；電容C40的一端與四號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電容C40的另一端與接地 端連接；電能計(jì)量芯片的電壓通道正模擬輸入引腳與三號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，電能計(jì)量芯片的電壓 通道負(fù)模擬輸入引腳與四號(hào)節(jié)點(diǎn)連接；
[0027] 假設(shè)電阻RA3 =電阻RA4 =電阻RA5 =電阻RA6 =電阻RA7 =電阻RA8 = 150K Ω， 電阻R112 =電阻R115 = 1ΚΩ，電容C39 =電容C40 = 33nF，供電電源電壓為220V，則電能 計(jì)量芯片的電壓采樣信號(hào)為：
[0029] 由于式（6)中電阻分壓的分母比分子大許多，因此只考慮電阻R112的溫度系數(shù)， 而電阻RA3-RA8的溫度系數(shù)則忽略不計(jì)；
[0030] 由于電阻R112、錳銅電阻和電能計(jì)量芯片中模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)源這三個(gè)器件的溫度 系數(shù)均是正溫度系數(shù)，若設(shè)電阻R112的平均溫度系數(shù)為K 1、設(shè)錳銅電阻的平均溫度系數(shù)為 K2，設(shè)電能計(jì)量芯片中模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)源的平均溫度系數(shù)為K3，則電阻Rl 12、錳銅電阻和模 數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)源的累加平均溫度系數(shù)Ktl= K i+K2+K3，
[0031] 則修正后表計(jì)測量誤差溫度影響的平均溫度系數(shù)為：k = Ktl;
[0032] 因此在參比溫度Ttl= 20°C時(shí)，若實(shí)際溫度為T，則需要調(diào)整