CN108761161A - 一种电能表温度影响误差补偿方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电能表温度影响误差补偿方法及装置，该方法包括：根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；获取当前环境检测温度，在判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向计量误差三次曲线输入差值得到电能表的当前计量误差；根据当前计量误差计算补偿增益。本发明提供了一种电能表受温度影响的计量误差补偿方法，具有简单、实用、可靠等特点，提高了电能表在温度影响下的计量精度。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种电能表温度影响误差补偿方法及装置。
背景技术
电能表是一种常用的计量器具，其计量准确与否将影响到用户的利益，因此计量的准确性显得十分重要。外部环境温度变化时，由于电能表元器件受温度影响，会引起电能表误差的变化，影响计量的准确性。
因此，需要设计一种根据温度变化能够自动对电能表的电能计量误差进行补偿的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种电能表温度影响误差补偿方法及装置，能够实现电能表在全温度范围内的误差补偿，对电能表受温度影响引起的误差变化具有有效的抑制作用。
根据本发明的一个方面，提供一种电能表温度影响误差补偿方法，包括：
根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，所述电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
获取当前环境检测温度，在判断所述当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向所述计量误差三次曲线输入所述差值得到电能表的当前计量误差；
根据所述当前计量误差计算补偿增益。
优选地，本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿方法还包括：
根据所述计量芯片晶振受温度变化影响的计量误差三次曲线模型、所述电阻受温度变化影响的计量误差一次曲线模型进行叠加得到电能表的总计量误差三次曲线模型。
优选地，本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿方法还包括：
基于预置参考温度，根据电能表在试验温度下的计量误差计算所述总计量误差曲线模型的所述曲线系数。
优选地，所述试验温度分别为-30℃、-5℃、23℃和60℃。
优选地，所述获取当前环境检测温度具体为：
通过温度传感器逐秒获取环境温度，将获取到的最近5次温度的平均值作为当前环境检测温度。
优选地，所述根据当前计量误差计算补偿增益具体为：
通过预置公式根据当前计量误差计算补偿增益；
其中，所述预置公式为：
ΔGAIN＝-ΔErr/(1+ΔErr)*K
式中，ΔErr为当前计量误差，K为计量芯片晶振的预置比例系数。
优选地，所述预置参考温度为23℃。
根据本发明的另一方面，提供一种电能表温度影响误差补偿装置，包括：
生成模块，用于根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，所述电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
第一计算模块，用于获取当前环境检测温度，在判断所述当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向所述计量误差三次曲线输入所述差值得到电能表的当前计量误差；
第二计算模块，用于根据所述当前计量误差计算补偿增益。
根据本发明的另一方面，提供一种电能表温度影响误差补偿装置，包括：存储器，以及耦接至所述存储器的处理器；
所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如以上所述的电能表温度影响误差补偿方法。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的电能表温度影响误差补偿方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种电能表温度影响误差补偿方法及装置，该方法包括：根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；获取当前环境检测温度，在判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向计量误差三次曲线输入差值得到电能表的当前计量误差；根据当前计量误差计算补偿增益。本发明提供了一种电能表受温度影响的计量误差补偿方法，具有简单、实用、可靠等特点，提高了电能表在温度影响下的计量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿方法的另一个实施例的流程示意图；
图3为本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电能表温度影响误差补偿方法及装置，能够实现电能表在全温度范围内的误差补偿，对电能表受温度影响引起的误差变化具有有效的抑制作用。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿方法的一个实施例，包括：
101、根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
102、获取当前环境检测温度，在判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向计量误差三次曲线输入差值得到电能表的当前计量误差；
103、根据当前计量误差计算补偿增益。
本发明实施例主要考虑计量芯片晶振和电阻受温漂的影响，生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，然后判断当前环境检测温度与预置参考温度之间的差值超过预置温差后，通过该曲线计算在该差值下电能表的当前计量误差，最后根据当前计量误差计算补偿增益。
以上为一种电能表温度影响误差补偿方法的一个实施例，为进行更具体的说明，下面提供一种电能表温度影响误差补偿方法的另一个实施例，请参阅图2，本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿方法的另一个实施例，包括：
201、根据计量芯片晶振受温度变化影响的计量误差三次曲线模型、电阻受温度变化影响的计量误差一次曲线模型进行叠加得到电能表的总计量误差三次曲线模型；
在本实施例中，电能表计量误差受外部环境温度影响，主要是由于计量芯片晶振和电阻受温漂影响。电能表的晶振受温漂影响的计量误差为ΔErr1，电阻受温漂影响的计量误差为ΔErr2，因此电能表受温度变化影响的总计量误差为：ΔErr＝ΔErr1+ΔErr2。
本实施例中电能表的计量芯片可以采用HC-49S系列型晶振，采用AT切型，由于晶振频率温漂曲线为三次曲线，呈躺着的"S"型曲线，随着温度的变化，温漂呈"S"型轨迹变化，因此计量芯片晶振受温度变化影响的计量误差三次曲线模型可表示为：
ΔErr1＝aΔT3+bΔT2+c1ΔT+d
其中，ΔT为环境温度的变化，可表示为：
ΔT＝T-T0
其中，T为当前环境检测温度；T0为预置参考温度，可以为23℃。
电阻的温漂曲线一般为线性的，随环境温度的变化，电阻值按比例增大或者减小，因此电阻受温度变化影响的计量误差一次曲线模型可表示为：
ΔErr2＝c2ΔT
故电能表的总计量误差可表示为：
ΔErr＝ΔErr1+ΔErr2
＝aΔT3+bΔT2+c1ΔT+d+c2ΔT
＝aΔT3+bΔT2+(c1+c2)ΔT+d
＝aΔT3+bΔT2+cΔT+d
a、b、c、d分别为上述三次曲线模型的各项曲线系数。
202、基于预置参考温度，根据电能表在试验温度下的计量误差计算总计量误差曲线模型的曲线系数；
在本实施例中，为确定曲线系数的具体数值，可将电能表进行预设的试验进而确定系数。在进行试验前，可将电能表在常温23℃时设置其计量误差为零，然后在-30℃、-5℃、60℃三个试验点，分别获得计量误差为Δerr1、Δerr2、Δerr3。由于在常温23℃时，温度的变化量和电能表计量误差都为0，因此可通过-30度、-5度、23度、60度四个试验温度点的数据，计算出a、b、c、d四个系数。
ΔT＝[-53、 -28、 0、 37]
ΔErr＝[Δerr1、 Δerr2、 0、 Δerr3]
在获得上述误差变化量数据以后，可通过MATLAB工程软件曲线拟合函数获得三次曲线模型系数a、b、c、d。曲线拟合函数为：
k＝polyfit(ΔT,ΔErr,3)
其中，k＝[a,b,c,d]即为所求的三次曲线模型的曲线系数。
203、根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
确定曲线系数后，将系数代入下式可以生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，即：
ΔErr＝ΔErr1+ΔErr2
＝aΔT3+bΔT2+c1ΔT+d+c2ΔT
＝aΔT3+bΔT2+(c1+c2)ΔT+d
＝aΔT3+bΔT2+cΔT+d
204、通过温度传感器逐秒获取环境温度，将获取到的最近5次温度的平均值作为当前环境检测温度；
本发明可通过温度传感器逐秒获取环境温度，为了获得更准确更稳定的温度，本实施例采用滑差取平均的方式，采用将最近读取的5次温度取平均的方式，作为当前环境检测温度T，因此ΔT也可表示为：
ΔT＝T-T0
＝(T1+T2+T3+T4+T5)/5-T0
其中，T1、T2、T3、T4、T5最近5次通过温度传感器读取的环境温度数据。例如以T1为当前次检测得到的温度，则T2、T3、T4、T5为T1前四次检测得到的温度。
205、判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值是否超过预置温差，若超过，则执行步骤206，若不超过，则重新执行步骤204；
为避免电能表频繁做温度影响的计量误差补偿，当判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差(如1℃)时，则进行电能表计量误差的计算和补偿，若不超过，则重新获取当前环境检测温度。
206、向计量误差三次曲线输入差值得到电能表的当前计量误差；
207、根据当前计量误差计算补偿增益。
在本实施例中，通过预置公式根据当前计量误差计算补偿增益；
其中，预置公式为：
ΔGAIN＝-ΔErr/(1+ΔErr)*K
式中，ΔErr为当前计量误差，K为计量芯片晶振的预置比例系数，该系数可通过计量芯片技术手册进行查找得到。
最后将所要调整的补偿增益ΔGAIN，与常温时电能表的原始增益GAIN0做叠加，计算出新的增益GAIN写入计量芯片中，完成温度影响误差补偿。
以下将以一个具体实例对本发明提供的电能表温度影响误差补偿方法进行具体的说明：
随机选取一只电能表，放入温度试验箱做温度影响误差试验，在-30度、-5度、60度分别获得的误差数据为-0.00214、-0.00523、0.00728，从而得到试验数据为：
ΔT＝[-53、 -28、 0、 37]
ΔErr＝[-0.00254、 -0.00523、 0、 0.00728]
通过MATLAB工程软件曲线拟合函数得到系数分别为：
a＝-6.001163*10-8
b＝4.834308*10-6
c＝1.261133*10-4
d＝-4.727793*10-3
将获得的三次系数写入到同一批次所有电能表内部存储器中，并再次从中随机抽取3只电能表，放入温度试验箱中测其误差变化量，验证该温度影
响补偿方法的有效性。从-30度到60度每间隔10度读取电能表误差，试验结果如下所示：
Err1＝[-0.00027,0.00018,-0.00012,-0.0001,0.00005,0.00004,-0.0006,-0.00011,-0.00009,0.00013]
Err2＝[0.00025,-0.00017,0.00009,-0.00014,0.00008,-0.00003,0.00006,-0.00007,0.00012,0.00018]
Err3＝[-0.00017,0.00022,0.00016,-0.00013,-0.00005,0.00002,-0.00005,0.00013,0.00015,-0.00014]
试验结果表明：通过上述温度影响误差补偿算法，电能表误差变化明显减小。
本发明通过采集环境温度值，应用到温度影响误差补偿算法中，即时调整计量芯片的增益，达到修正误差的目的。本发明不增加任何硬件成本，简单方便，可行性高。
请参阅图3，本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿装置的一个实施例，包括：
生成模块301，用于根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
第一计算模块302，用于获取当前环境检测温度，在判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向计量误差三次曲线输入差值得到电能表的当前计量误差；
第二计算模块303，用于根据当前计量误差计算补偿增益。
更进一步地，本发明提供的电能表温度影响误差补偿装置还包括：
叠加模块，用于根据计量芯片晶振受温度变化影响的计量误差三次曲线模型、电阻受温度变化影响的计量误差一次曲线模型进行叠加得到电能表的总计量误差三次曲线模型。
更进一步地，本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿装置还包括：
第三计算模块，用于基于预置参考温度，根据电能表在试验温度下的计量误差计算总计量误差曲线模型的曲线系数。
更进一步地，试验温度分别为-30℃、-5℃、23℃和60℃。
更进一步地，第一计算模块302具体包括：
获取单元，用于获取当前环境检测温度；
计算单元，用于在判断当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向计量误差三次曲线输入差值得到电能表的当前计量误差；
获取单元还用于通过温度传感器逐秒获取环境温度，将获取到的最近5次温度的平均值作为当前环境检测温度。
更进一步地，第二计算模块303还用于通过预置公式根据当前计量误差计算补偿增益；
其中，预置公式为：
ΔGAIN＝-ΔErr/(1+ΔErr)*K
式中，ΔErr为当前计量误差，K为计量芯片晶振的预置比例系数。
更进一步地，预置参考温度为23℃。
本发明提供的一种电能表温度影响误差补偿装置的另一个实施例，包括：存储器，以及耦接至存储器的处理器；
处理器被配置为基于存储在存储器设备中的指令，执行如以上的电能表温度影响误差补偿方法。
本发明还涉及一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上的电能表温度影响误差补偿方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，包括：
根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，所述电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
获取当前环境检测温度，在判断所述当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间的差值超过预置温差后，向所述计量误差三次曲线输入所述差值得到电能表的当前计量误差；
根据所述当前计量误差计算补偿增益。
2.根据权利要求1所述的电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，还包括：
根据所述计量芯片晶振受温度变化影响的计量误差三次曲线模型、所述电阻受温度变化影响的计量误差一次曲线模型进行叠加得到电能表的总计量误差三次曲线模型。
3.根据权利要求2所述的电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，还包括：
基于预置参考温度，根据电能表在试验温度下的计量误差计算所述总计量误差曲线模型的所述曲线系数。
4.根据权利要求3所述的电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，所述试验温度分别为-30℃、-5℃、23℃和60℃。
5.根据权利要求1所述的电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，所述获取当前环境检测温度具体为：
通过温度传感器逐秒获取环境温度，将获取到的最近5次温度的平均值作为当前环境检测温度。
6.根据权利要求1所述的电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，所述根据当前计量误差计算补偿增益具体为：
通过预置公式根据当前计量误差计算补偿增益；
其中，所述预置公式为：
ΔGAIN＝-ΔErr/(1+ΔErr)*K
式中，ΔErr为当前计量误差，K为计量芯片晶振的预置比例系数。
7.根据权利要求3所述的电能表温度影响误差补偿方法，其特征在于，所述预置参考温度为23℃。
8.一种电能表温度影响误差补偿装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于根据获取到的曲线系数生成电能表元器件受温度变化影响的计量误差三次曲线，所述电能表元器件包括计量芯片晶振和电阻；
第一计算模块，用于获取当前环境检测温度，在判断所述当前环境检测温度与上一次的环境检测温度之间差值超过预置温差后，向所述计量误差三次曲线输入所述差值得到电能表的当前计量误差；
第二计算模块，用于根据所述当前计量误差计算补偿增益。
9.一种电能表温度影响误差补偿装置，其特征在于，包括：存储器，以及耦接至所述存储器的处理器；
所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如权利要求1至7任意一项所述的电能表温度影响误差补偿方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述的电能表温度影响误差补偿方法。
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