电能表校表方法
【专利摘要】本发明公开了一种电能表校表方法，本发明采用侵入式测试方法，使用探针绕过第一单片机的控制直接配置第一计量芯片的计量参数，FCT功能测试机完成电压源和电流源的功率、电压、电流的误差计算，并计算出对应PCBA的校表参数，用校表参数替换单片机的bin程序中相应校表参数的位置，最后把带校表参数的bin代码在线烧录到单片机中。本发明具有校表效率高、校表精度高、稳定性好，降低了生产成本的特点。
【专利说明】
电能表校表方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电能表技术领域，尤其是涉及一种校表效率高、校表精度高、稳定性好 的电能表校表方法。
【背景技术】
[0002] 通常生产电能表时，需要通过FCT功能测试机测试PCBA(印刷电路板)是否焊接可 靠，PCBA通过FCT测试合格后装配成整表进行校表和误差检测。常规校表方法是将校表参数 保存在外部的EEPROM或铁电(FRAM)中，有被读取篡改的可能性，导致校表的准确性降低，出 厂电能表合格率降低，导致通过修改校表参数偷电的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的发明目的是为了克服现有技术FCT测试功能单一，后续PCBA装配成整表 后还需要校表并且打一检误差的不足，提供了一种校表效率高、校表精度高、稳定性好的电 能表校表方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] -种电能表校表方法，等待校表的第一电能表的PCBA电路板上设有第一计量芯片 和第一单片机;标准电能表的PCBA电路板包括第二单片机和第二计量芯片;包括FCT功能测 试机，电流源，电压源和分流器;FCT功能测试机分别与电流源、电压源、第一单片机、第二单 片机、第一计量芯片、第二计量芯片电连接，电流源、分流器、第一计量芯片、第二计量芯片 依次电连接，第一计量芯片与第一单片机电连接，第二计量芯片与第二单片机电连接，电压 源分别与第一单片机、第一计量芯片、第二单片机和第二计量芯片电连接;第一电能表和第 二电能表均为3相电能表；
[0006] 所述校表方法包括如下步骤：
[0007] (1-1)利用电压源给第一单片机上电，FCT功能测试机完成第一单片机的各测试点 的电压测试和电流测试；
[0008] (1_2)FCT功能测试机使第一单片机处于reset状态；
[0009] (1-3)FCT功能测试机获得电压源的源电压Ul，电流源的源电流为II，根据UUIl和 1]1、11的角差9计算得到有功功率为?1=1]1*11*〇〇80、无功功率为讥=1]1*11*81110 ;;
[0010] (1-4)FCT功能测试机获得第一计量芯片测得的电压U2、电流12、有功功率为P2和 无功功率为Q2;
[0011] (1-5)FCT功能测试机计算有功功率误差errP、无功功率误差errQ、有功校准值GP、 无功校准值GQ、电压校准系数GU和电流校准系数GI;
[0012] (1-6 )FCT功能测试机中存储有bin代码，FCT功能测试机用计算得到的GP，GQ，⑶， GI代替bin代码中GP，GQ，⑶，GI;
[0013] (1-7 )FCT功能测试机把bin代码烧录到第一单片机中；
[0014] (1-8)FCT功能测试机检测第一计量芯片、第二计量芯片输出的脉冲参数，做出第 一电能表校表成功的判断。
[0015] 本发明除了在FCT测试阶段完成PCBA焊接是否可靠的测试外，还直接给分流器通 上一定的电压和电流信号，采用侵入式测试方法，使用探针绕过第一单片机的控制直接配 置第一计量芯片的计量参数，FCT功能测试机完成电压源和电流源的功率、电压、电流的误 差计算，并计算出对应PCBA的校表参数，用校表参数替换单片机的bin程序中相应校表参数 的位置，最后把带校表参数的bin代码在线烧录到单片机中。
[0016] 本发明减少了电能表的生产流程，降低了生产成本;本发明将校表参数直接编译 到程序中，电能表上电可以直接运行，不需要从外部的存储器中读取，加快了电能表的启动 速度。避免了保存校表参数的外部存储器因为误操作或电压不稳导致的校表参数被误擦 除，误改写的风险。
[0017]因此，本发明具有校表效率高、校表精度高、稳定性好，降低了生产成本的特点。
[0018] 作为优选，所述步骤(1-8)包括如下具体步骤：
[0019] FCT功能测试机使第一单片机脱离reset状态进入正常工作状态，控制电流源和电 压源输出若干组由电流、电压和功率因数组成的组合参数;FCT功能测试机检测第一计量芯 片、第二计量芯片输出的脉冲;计算第一计量芯片相邻脉冲之间的时间间隔T1，计算第二计 量芯片相邻脉冲之间的时间间隔T，当
灰，FCT功能测试机做出第一电能表校表成 功的判断。
[0020] 作为优选，所述组合参数为6组，6组组合参数分别为Un，IB，1.0; Un，Imax，1.0; Un， Imin，1 ·0 ;Un，ΙΒ，0 · 5L;Un，Imax，0 · 5L;Un，lmin，0 · 5L;其中，Un为电能表额定电压，IB为电 能表额定电流，Imax为电能表最大电流，Imin为电能表轻载电流，L为感性负载。1.0均为为 品质因数，0.5L为感性负载电流信号滞后电压信号60°的品庐ra?
[0021] 作为优选，所述有功功率误差errP的计算公式为er ，所述有功校准值 GP的计算公式为GP = errP · 215。
[0022] 作为优选，所述无功功率误差errQ的计算公式为 ，所述无功校准 值GQ的计算公式为GQ = errQ · 215。
[0023] 作为优选，所述电压校准系数GU的计算公式，
[0024] 作为优选，所述电流校准系数GI的计算公式，
[0025] 作为优选，（1-1)包括如下步骤:FCT功能测试机通过电压信号端子A，B，C，N探针给 单片机加额定电压，通过各测试探针测试各个测试点的电压电流;其中，第η个电压测试点 Un的电压阈值为[Unrn i η，Unmax ]，第η个电流测试点I η的电流阈值为[I nm i η，I nmax ]。
[0026] 作为优选，还包括报警灯，报警灯与FCT功能测试机电连接;在步骤（1-3)和步骤 (1-4)之间还包括第一计量芯片故障检测步骤：
[0027] FCT功能测试机中设有第一计量芯片的标准信号曲线；
[0028] (6_1)FCT功能测试机获得第一计量芯片的信号曲线S(t)，FCT功能测试机提取S (t)中与各个时间间隔相对应的信号值M1，…，Mn;设定信号值的序号为i，i = l，…，η;
[0029] (6_2)FCT功能测试机利用公￥算每个信号值1的平稳率 ratioi；
[0030] 当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个信号值的rati〇1均位于[1-A1，1+A1] 范围之外，则FCT功能测试机控制报警灯闪烁。
[0031] 当报警灯闪烁，工作人员会发现第一计量芯片有故障，会及时采用更换及维修等 方法解决故障。
[0032] 因此，本发明具有如下有益效果:校表效率高、校表精度高、稳定性好，降低了生产 成本。
【附图说明】
[0033]图1是本发明的一种原理框图；
[0034]图2是本发明的一种流程图。
[0035]图中：第一计量芯片1、第一单片机2、FCT功能测试机3、电流源4、电压源5、分流器 6、第二单片机7、第二计量芯片8、报警灯10。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0037] 实施例1
[0038] 如图1所示的实施例是一种电能表校表方法，等待校表的第一电能表的PCBA电路 板上设有第一计量芯片1和第一单片机2;标准电能表的PCBA电路板包括第二单片机7和第 二计量芯片8;包括FCT功能测试机3，电流源4，电压源5和分流器6; FCT功能测试机分别与电 流源、电压源、第一单片机、第二单片机、第一计量芯片、第二计量芯片电连接，电流源、分流 器、第一计量芯片、第二计量芯片依次电连接，第一计量芯片与第一单片机电连接，第二计 量芯片与第二单片机电连接，电压源分别与第一单片机、第一计量芯片、第二单片机和第二 计量芯片电连接;第一电能表和第二电能表均为3相电能表；
[0039] 如图2所示，校表方法包括如下步骤：
[0040] 步骤100,电压、电流检测
[0041] 利用电压源给第一单片机上电，FCT功能测试机通过电压信号端子A，B，C，N探针给 单片机加额定电压，通过各测试探针测试各个测试点的电压、电流;其中，第η个电压测试点 Un的电压阈值为[Unm i η，Unmax ]，第η个电流测试点I η的电流阈值为[I nm i η，I nmax ]。
[0042] 步骤200,第一单片机置为reset状态
[0043] FCT功能测试机使第一单片机的reset引脚为低电平，从而使第一单片机处于 reset状态；
[0044] 步骤300,获取讥、11、？1、〇1、角差0
[0045] FCT功能测试机获得电压源的源电压U1，电流源的源电流为11，根据UI、11和Ul、11 的角差9计算得到有功功率为?1=111*11*(：〇8 9、无功功率为(>)1=1]1*11*8；[119;
[0046]步骤400,获取 U2、I2、P2、Q2
[0047] FCT功能测试机获得第一计量芯片测得的电压U2、电流12、有功功率为P2和无功功 率为Q2;
[0048]步骤500,计算有功校准值、无功校准值、电压校准系数和电流校准系数
[0049] FCT功能测试机计算有功功率误差errP、无功功率误差errQ、有功校准值GP、无功 校准值GQ、电压校准系数GU和电流校准系数GI:
[0050] 有功功率误差errP的计算公式^
，，无功功率误差errQ的计算公式
，有功校准值GP的计算公式为GP = errP · 215,无功校准值GQ的计算公式 TTl 为GQ = errQ · 215,电压校准系数GU的计算公式为= 5 ,电流校准系数GI的计算公式为 U2 Gl 12
[0051 ] 步骤600，用校准参数替换bin代码的对应值
[0052] FCT功能测试机中存储有bin代码，FCT功能测试机用计算得到的GP，GQ，⑶，GI代替 bin 代码中 GP，GQ，⑶，GI;
[0053] 步骤700,烧录bin代码
[0054] FCT功能测试机把bin代码烧录到第一单片机中；
[0055]步骤800,判断校表是否成功
[0050] FCT功能测试机释放第一单片机的reset引脚，第一单片机脱离reset状态进入正 常工作状态，控制电流源和电压源输出6组由电流、电压和功率因数组成的组合参数；
[0057] 6组组合参数分别为Un，IB，1 · 0 ; Un，Imax，1 · 0 ; Un，Imin，1 · 0 ; Un，IB，0 · 5L; Un， lmax，0.5L;Un，Imin，0.5L;其中，Un为电能表额定电压，IB为电能表额定电流，Imax为电能 表最大电流，Imin为电能表轻载电流，L为感性负载。
[0058] FCT功能测试机分别检测在6种组合参数下的第一计量芯片、第二计量芯片输出的 脉冲；计算第一计量芯片相邻脉冲之间的时间间隔Tl，计算第二计量芯片相邻脉冲之间的 时间间隔T，当6种组合参数下，均满足i^so.4%，则FCT功能测试机做出第一电能表校 T 表成功的判断。
[0059] 实施例2
[0060] 实施例2包括实施例1的所有结构和步骤部分，实施例2还包括如图1所示的报警灯 10,报警灯与FCT功能测试机电连接;在步骤300和步骤400之间还包括第一计量芯片故障检 测步骤：
[0061] FCT功能测试机中设有第一计量芯片的标准信号曲线；
[0062] 步骤310，FCT功能测试机获得第一计量芯片的信号曲线S (t )，FCT功能测试机提取 S(t)中与各个时间间隔相对应的信号值M1，…，Mn;设定信号值的序号为i，i = l，…，η;
[0063] 步骤320，FCT功能测试机利用公另
f算每个信号值1的平稳率 ratioi；
[0064]当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个信号值的rati〇1均位于[1_A1，1+A1] 范围之外，则FCT功能测试机控制报警灯闪烁。Al为0.1，当报警灯闪烁，工作人员会对第一 计量芯片进行故障排查及检修。
[0065]应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在 阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等 价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1. 一种电能表校表方法，等待校表的第一电能表的PCBA电路板上设有第一计量忍片 (1)和第一单片机(2);标准电能表的PCBA电路板包括第二单片机(7)和第二计量忍片(8); 其特征是，包括FCT功能测试机(3)，电流源(4)，电压源(5)和分流器(6) ;FCT功能测试机分 别与电流源、电压源、第一单片机、第二单片机、第一计量忍片、第二计量忍片电连接，电流 源、分流器、第一计量忍片、第二计量忍片依次电连接，第一计量忍片与第一单片机电连接， 第二计量忍片与第二单片机电连接，电压源分别与第一单片机、第一计量忍片、第二单片机 和第二计量忍片电连接;第一电能表和第二电能表均为3相电能表； 所述校表方法包括如下步骤： (1-1)利用电压源给第一单片机上电，FCT功能测试机完成第一单片机的各测试点的电 压测试和电流测试； (1-2 )FCT功能测试机使第一单片机处于reset状态； (1 -3)FCT功能测试机获得电压源的源电压U1，电流源的源电流为11，根据U1、11和U1、 II的角差目计算得到有功功率为Pl=Ul*Il*cos目、无功功率为Ql=Ul*Il*sin白； (1-4)FCT功能测试机获得第一计量忍片测得的电压U2、电流12、有功功率为P2和无功 功率为Q2; (1-5)FCT功能测试机计算有功功率误差er巧、无功功率误差errQ、有功校准值GP、无功 校准值GQ、电压校准系数GU和电流校准系数GI; (1-6)FCT功能测试机中存储有bin代码，FCT功能测试机用计算得到的6?，69,611，61代 替 bin 代码中 GP，GQ，GU，GI; (1-7)FCT功能测试机把bin代码烧录到第一单片机中； (1-8)FCT功能测试机检测第一计量忍片、第二计量忍片输出的脉冲参数，做出第一电 能表校表成功的判断。2. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，所述步骤（1-8)包括如下具体步 骤： FCT功能测试机使第一单片机脱离reset状态进入正常工作状态，控制电流源和电压源 输出若干组由电流、电压和功率因数组成的组合参数;FCT功能测试机检测第一计量忍片、 第二计量忍片输出的脉冲;计算第一计量忍片相邻脉冲之间的时间间隔T1，计算第二计量 忍片相邻脉冲之间的时间间隔T，当< A%，FCT功能测试机做出第一电能表校表成功 T 的判断。3. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，所述组合参数为6组，6组组合参 数分另ij为Un，IB，1.0;Un，Imax，1.0;Un，Imin，1.0 ;Un，IB，0.51^;Un，Imax，0.5L;Un，Imin，0.其中，化为电能表额定电压，IB为电能表额定电流，Imax为电能表最大电流，Imin为电 能表轻载电流，L为感性负载。4. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，所述有功功率误差errP的计算公 式为errP= 所述有功校准值GP的计算公式为GP = er巧· 215。 P15. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，所述无功功率误差errQ的计算公 式关，所述无功校准值GQ的计算公式为GQ = errQ · 2is。6. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，所述电压校准系数GU的计算公式 为挪=黑。7. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，所述电流校准系数GI的计算公式 为GI二占。8. 根据权利要求1所述的电能表校表方法，其特征是，（1-1)包括如下步骤:FCT功能测 试机通过电压信号端子A，B，C，N探针给单片机加额定电压，通过各测试探针测试各个测试 点的电压、电流;其中，第η个电压测试点Un的电压阔值为[Unmin，Unmax]，第η个电流测试点 In的电流阔值为[Inmin，Inmax]。9. 根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的电能表校表方法，还包括报警灯 (10)，报警灯与FCT功能测试机电连接;其特征是，在步骤（1-3)和步骤（1-4)之间还包括第 一计量忍片故障检测步骤： FCT功能测试机中设有第一计量忍片的标准信号曲线； (6-l)FCT功能测试机获得第一计量忍片的信号曲线S(t)，FCT功能测试机提取S(t)中 与各个时间间隔相对应的信号值Ml，…，Mn;设定信号值的序号为i，i = 1，…，η; (6-2)FCT功能测试机利用公??计算每个信号值Ml的平稳率ratio。 当S(t)和标准溫度信号曲线无交点并且各个信号值的ratioi均位于[1-A1，1+A1]范围 之外，则FCT功能测试机控制报警灯闪烁。
【文档编号】G01R35/04GK105842650SQ201610187273
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】钱海波, 何建英, 王剑波, 汪松炯, 陈刚
【申请人】华立科技股份有限公司