CN111562543B - 电能表秒脉冲误差测试器及电能表秒脉冲误差测试方法 - Google Patents
电能表秒脉冲误差测试器及电能表秒脉冲误差测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种电能表秒脉冲误差测试器,包括:RTC芯片;降压模块,用于将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及RTC芯片供电;控制器,用于通过获取的RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对目标芯片的秒脉冲周期误差值;显示模块,用于显示秒脉冲周期误差值。应用本申请的方案,可以方便地进行电能表的时钟误差测试。本申请还提供了一种电能表秒脉冲误差测试方法,具有相应技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及电能表误差测试技术领域,特别是涉及一种电能表秒脉冲误差测试器及电能表秒脉冲误差测试方法。
背景技术
为了检测电能表的时钟准确度,电能表内部的目标芯片会输出一个预定频率的时钟信号,输给外部的标准表进行校对,例如输出1Hz的时钟信号。传统的脉冲检测仪器虽然功能齐全,但是不利于现场作业,无法满足用户随身携带的要求,导致在部分场合中使用不便。
综上所述,如何更加方便地进行电能表的时钟误差测试,是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电能表秒脉冲误差测试器及电能表秒脉冲误差测试方法,以更加方便地进行电能表的时钟误差测试。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种电能表秒脉冲误差测试器,包括:
RTC芯片;
降压模块,用于将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及所述RTC芯片供电;
所述控制器,用于通过获取的所述RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对所述目标芯片的秒脉冲周期误差值;
所述显示模块,用于显示所述秒脉冲周期误差值。
优选的,所述降压模块,具体用于:
通过USB接口将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及所述RTC芯片供电。
优选的,还包括测温模块,用于检测所述RTC芯片的温度值并发送至所述控制器;
所述控制器还用于:获取所述目标芯片的温度值,并确定出所述目标芯片的温度值与所述测温模块检测出的RTC芯片的温度值的差值;
所述显示模块还用于,显示所述差值。
优选的,所述控制器还用于:
在接收到第一校正指令之后,基于标准温度值,对所述测温模块检测出的所述RTC芯片的温度值进行自校正。
优选的,所述控制器还用于:
在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对所述RTC芯片进行RTC自校正。
优选的,所述控制器具体用于:
在接收到第二校正指令之后,获取标准秒脉冲的秒脉冲捕获值以及所述RTC芯片的秒脉冲捕获值,并且通过
其中,f1表示所述RTC芯片的秒脉冲捕获值,f2表示标准秒脉冲的秒脉冲捕获值,a,b,c均为所述RTC芯片的固定参数,T为环境温度值,y1=aT2+bT+c,表示的是所述RTC芯片在未进行RTC自校正前所采用的频率响应曲线,y2=aT2+bT+c+Δc,表示的是所述RTC芯片在进行了RTC自校正之后所采用的频率响应曲线。
一种电能表秒脉冲误差测试方法,包括:
降压模块将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及RTC芯片供电;
所述控制器通过获取的所述RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对所述目标芯片的秒脉冲周期误差值;
所述显示模块显示所述秒脉冲周期误差值。
优选的,所述降压模块将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及RTC芯片供电,包括:
所述降压模块通过USB接口将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及所述RTC芯片供电。
优选的,还包括:
测温模块检测所述RTC芯片的温度值并发送至所述控制器;
所述控制器获取所述目标芯片的温度值,并确定出所述目标芯片的温度值与所述测温模块检测出的RTC芯片的温度值的差值;
所述显示模块显示所述差值。
优选的,还包括:
所述控制器在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对所述RTC芯片进行RTC自校正。
应用本发明实施例所提供的技术方案,降压模块接收的是直流输入,经过降压之后便可以为控制器,显示模块以及所述RTC芯片供电,相较于传统方案中需要整流之后再降压,有利于降低本申请的电能表秒脉冲误差测试器的体积。并且,本申请中仅针对目标芯片的秒脉冲实现误差检测,而不需要如传统方案中配置其它的功能器件,有利于进一步地降低体积,具体的,所述控制器通过获取的所述RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对所述目标芯片的秒脉冲周期误差值,进而显示模块可以显示出所述秒脉冲周期误差值。综上可知,本申请的电能表秒脉冲误差测试器体积小便于携带,也就有利于方便地进行电能表的时钟误差测试。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种电能表秒脉冲误差测试器的结构示意图;
图2为本发明中另一种电能表秒脉冲误差测试器的结构示意图;
图3为一种具体场合中的RTC芯片10的频率响应曲线y1的示意图;
图4为本发明中一种电能表秒脉冲误差测试方法的实施流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电能表秒脉冲误差测试器,体积小便于携带,也就有利于方便地进行电能表的时钟误差测试。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1,图1为本发明中一种电能表秒脉冲误差测试器的结构示意图,该电能表秒脉冲误差测试器可以包括:
RTC芯片10;
降压模块20,用于将接收的直流输入进行降压之后,为控制器30,显示模块40以及RTC芯片10供电;
控制器30,用于通过获取的RTC芯片10的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对目标芯片的秒脉冲周期误差值;
显示模块40,用于显示秒脉冲周期误差值。
本申请的方案中,在电能表秒脉冲误差测试器中设置了RTC(Real Time Clock,实时时钟)芯片10,控制器30可以确定出针对目标芯片的秒脉冲周期误差值,目标芯片即为电能表中的时钟芯片。
并且可以理解的是,由于本申请是基于电能表秒脉冲误差测试器中内置的RTC芯片10实现对目标芯片的秒脉冲误差测试,因此,内置的该RTC芯片10通常可以采用高精度RTC芯片10,从而有利于提高本申请方案对于目标芯片的秒脉冲误差测试精度。高精度RTC芯片10可以输出高精度的秒脉冲信号。
例如,RTC芯片10可以具体选用为DS3231芯片,低成本且高精度,具有集成的温补晶振和晶体。15℃至35℃范围内精度为±2ppm,RTC调差在0.1ppm以内。
降压模块20的具体电路构成也可以根据需要进行设定和调整,例如降压模块20中可以包括LDO稳压器,将输入的直流电转换成3.3V的输出,从而为控制器30,显示模块40以及RTC芯片10供电。并且需要说明的是,在实际应用中,降压模块20的直流输出可以为控制器30供电,再由控制器30将电能输出至显示模块40和/或RTC芯片10,均不影响本发明的实施,即电能表秒脉冲误差测试器中需要供电的部件可以直接或间接地与降压模块20连接。
此外,当电能表秒脉冲误差测试器中还包括其他的需要供电的模块时,也可以直接或间接与降压模块20电连接,从而得到电能。并且,在具体实施时,还可以在电能表秒脉冲误差测试器中设置有储能装置,例如设置有可充电电池,用于在电能表秒脉冲误差测试器未接入外部电源时,为电能表秒脉冲误差测试器供电。
考虑到PC机使用广泛,且USB接口是常用的接口,因此,在本发明的一种具体实施方式中,降压模块20可以具体用于:
通过USB接口将接收的直流输入进行降压之后,为控制器30,显示模块40以及RTC芯片10供电。
本申请的方案中,要求电能表中的目标芯片能够输出秒脉冲,控制器30便可以通过获取的RTC芯片10的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对目标芯片的秒脉冲周期误差值。
秒脉冲捕获值指的是控制器30中的定时器读取到的计数频率,例如实际应用中控制器30通常为MCU,MCU中内置了定时器,例如可以具体选用型号为LPC2148的控制器30。
在确定出目标芯片的秒脉冲周期误差值时,是以RTC芯片10作为基准,具体的,将RTC芯片10的秒脉冲捕获值表示为f1,将目标芯片的秒脉冲捕获值表示为f3,则表示的就是目标芯片的秒脉冲周期与RTC芯片10的秒脉冲周期之间的误差。
例如在23℃时,RTC芯片10内部的晶体每振动了32768次,认为对应的时长是1秒整,基于此,RTC芯片10会输出一个频率为1Hz的秒脉冲。定时器对RTC芯片10输出的秒脉冲进行检测,例如当电平出现上升沿时开始计数,出现下一个上升沿时停止计数,假设定时器的计数值达到了200M,即表示在当前的温度下,将RTC芯片10输出的秒脉冲视为是标准的1Hz的秒脉冲,则计数器中的晶振跳动了200M下。相应的,也需要对目标芯片输出的秒脉冲进行检测,并且可以理解的是,如果目标芯片与RTC芯片10之间不存在误差,即目标芯片输出的秒脉冲也是一个标准的1Hz的秒脉冲,则计数器中的晶振应该也是跳动了200M下。假设目标芯片的秒脉冲的周期为1.000040秒,则计数器中的晶振会跳动200008000下,即该例子中, 也就是针对目标芯片的秒脉冲周期误差值为40ppm,说明在当前的温度下,目标芯片将实际的1.000040秒认为是1秒,目标芯片慢了0.00004秒。
显示模块40可以将控制器30确定出的针对目标芯片的秒脉冲周期误差值进行显示,例如前述例子中,显示模块40可以显示40ppm。显示模块40的具体器件选择也可以根据实际需要进行选定。
进一步地,在本发明的一种具体实施方式中,可参阅图2,还可以包括测温模块50,用于检测RTC芯片10的温度值并发送至控制器30;
控制器30还用于:获取目标芯片的温度值,并确定出目标芯片的温度值与测温模块50检测出的RTC芯片10的温度值的差值;
显示模块40还用于,显示差值。
该种实施方式中,考虑到除了目标芯片的时钟之外,目标芯片检测出的温度也可能与实际温度之间存在一定的误差,因此,在电能表秒脉冲误差测试器中设置了测温模块50,例如可以选用低功耗数字输出温度传感器TMP275作为本申请的测温模块50,在-20℃至+100℃的范围内,精确度达±0.5℃,采用12位可编程的分辨率下,15℃至35℃范围内精度在0.0625℃以内。
例如通过测温模块50获取到RTC芯片10的温度值为25℃,而读取的目标芯片的温度值为24.5℃,则差值为24.5℃-25℃=-0.5℃,显示模块40便会显示-0.5℃。
进一步地,本申请还考虑到,虽然电能表秒脉冲误差测试器中设置了高精度的RTC芯片10以及测温模块50,但是,不同的RTC芯片10和测温芯片之间仍然是存在着一定的离散性,因此,本申请还可以对电能表秒脉冲误差测试器进行温度的自校正和/或RTC的自校正。
具体的,在本发明的一种具体实施方式中,控制器30还可以用于:
在接收到第一校正指令之后,基于标准温度值,对测温模块50检测出的RTC芯片10的温度值进行自校正。
标准温度值例如可以由标准的温度检测装置提供,例如标准温度检测装置提供的当前环境的标准温度值为T1,而测温模块50检测出的RTC芯片10的温度值为T2,则可以将T1-T2作为自校正温度值,存储至相应的寄存器中,以实现温度的自校正,即经过温度自校正之后,电能表秒脉冲误差测试器便可以将测温模块50的原检测值加上此前存储的T1-T2这一数值,作为检测出的实际温度值。
第一校正指令的触发形式可以根据实际需要进行设定,例如可以在电能表秒脉冲误差测试器的外壳上设置有相关按钮,按下之后,便可以进入温度自校正模式,将标准温度值输入至控制器30中实现温度自校正,例如通过PC与电能表秒脉冲误差测试器连接,从而将标准温度值这一数值传输至控制器30。
在本发明的一种具体实施方式中,控制器30还可以用于:
在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对RTC芯片10进行RTC自校正。
与第一校正指令类似,第二校正指令的触发形式也可以根据实际需要进行设定,并且实际应用中,通常可以既对温度进行自校正,又对RTC进行自校正。
可以理解的是,对电能表秒脉冲误差测试器中的RTC芯片10进行RTC的自校正,需要提供标准的秒脉冲,标准秒脉冲可以由频率计数器,时钟测试仪等装置提供,当然,精度应当是非常高,至少精度要高于电能表秒脉冲误差测试器中的RTC芯片10,自校正才有意义。
具体的,控制器30可以具体用于:
在接收到第二校正指令之后,获取标准秒脉冲的秒脉冲捕获值以及RTC芯片10的秒脉冲捕获值,并且通过
其中,f1表示RTC芯片10的秒脉冲捕获值,f2表示标准秒脉冲的秒脉冲捕获值,a,b,c均为RTC芯片10的固定参数,T为环境温度值,y1=aT2+bT+c,表示的是RTC芯片10在未进行RTC自校正前所采用的频率响应曲线,y2=aT2+bT+c+Δc,表示的是RTC芯片10在进行了RTC自校正之后所采用的频率响应曲线。
该种实施方式中,y1=aT2+bT+c,是RTC芯片10的厂家给出的频率响应曲线。并且需要说明的是,实际应用中,为了避免厂家给出的频率响应曲线误差较大,可以基于频率计数器等装置对RTC芯片10进行测试,得出在不同温度下的该RTC芯片10的振动频率,再通过拟合的方式得出y1。例如图3为一种具体场合中的RTC芯片10的频率响应曲线y1的示意图,拟合结果是y1=-9.42×10-4T2+0.03849T+32766.966。
y1表示的意思是当温度为T时,RTC芯片10需要振动y1下,视为是1秒,即振动频率为y1。
并且需要说明的是,无论是厂家给出的y1还是经过检测后拟合出的y1,a,b通常都较为准确,但常数项参数c存在一定的误差,并且随着RTC芯片10晶体的老化,常数项参数c还会发生变化,因此,该种实施方式中将计算出的Δc作为校正参数,以使RTC芯片10基于aT2+bT+c+Δc确定出秒脉冲对应的振动频率。
此外,可以理解的是,例如由频率计数器提供标准秒脉冲,则频率计数器在提供标准秒脉冲时,应当与RTC芯片10置入同一环境中,并静置一段时间后再执行对RTC芯片10进行RTC自校正,以保证频率计数器提供的标准秒脉冲的准确性。
该种实施方案中,通过:
计算出Δc从而对RTC芯片10在未进行RTC自校正前所采用的频率响应曲线y1进行常数项参数的校正,方案简单方便,并且可以在任意温度下进行本申请方案的自校正,只需要保障用来作为基准的标准秒脉冲是准确的即可,即保证RTC芯片10与提供标准秒脉冲的装置是处于一致的环境温度中即可。
应用本发明实施例所提供的技术方案,降压模块20接收的是直流输入,经过降压之后便可以为控制器30,显示模块40以及RTC芯片10供电,相较于传统方案中需要整流之后再降压,有利于降低本申请的电能表秒脉冲误差测试器的体积。并且,本申请中仅针对目标芯片的秒脉冲实现误差检测,而不需要如传统方案中配置其它的功能器件,有利于进一步地降低体积,具体的,控制器30通过获取的RTC芯片10的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对目标芯片的秒脉冲周期误差值,进而显示模块40可以显示出秒脉冲周期误差值。综上可知,本申请的电能表秒脉冲误差测试器体积小便于携带,也就有利于方便地进行电能表的时钟误差测试。
相应于上面的电能表秒脉冲误差测试器的实施例,本发明实施例还提供了一种电能表秒脉冲误差测试方法,可与上文相互对应参照。
可参阅图4,为本发明中一种电能表秒脉冲误差测试方法的实施流程图,包括:
步骤S101:降压模块将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及RTC芯片供电;
步骤S102:控制器通过获取的RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对目标芯片的秒脉冲周期误差值;
步骤S103:显示模块显示秒脉冲周期误差值。
在本发明的一种具体实施方式中,步骤S101包括:
降压模块通过USB接口将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及RTC芯片供电。
在本发明的一种具体实施方式中,还包括:
测温模块检测RTC芯片的温度值并发送至控制器;
控制器获取目标芯片的温度值,并确定出目标芯片的温度值与测温模块检测出的RTC芯片的温度值的差值;
显示模块显示差值。
在本发明的一种具体实施方式中,还包括:
控制器在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对RTC芯片进行RTC自校正。
在本发明的一种具体实施方式中,还包括:
控制器在接收到第一校正指令之后,基于标准温度值,对测温模块检测出的RTC芯片的温度值进行校正。
在本发明的一种具体实施方式中,控制器在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对RTC芯片进行RTC自校正,包括:
控制器在接收到第二校正指令之后,获取标准秒脉冲的秒脉冲捕获值以及RTC芯片的秒脉冲捕获值,并且通过
其中,f1表示RTC芯片的秒脉冲捕获值,f2表示标准秒脉冲的秒脉冲捕获值,a,b,c均为RTC芯片的固定参数,T为环境温度值,y1=aT2+bT+c,表示的是RTC芯片在未进行RTC自校正前所采用的频率响应曲线,y2=aT2+bT+c+Δc,表示的是RTC芯片在进行了RTC自校正之后所采用的频率响应曲线。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种电能表秒脉冲误差测试器,其特征在于,包括:
RTC芯片;
降压模块,用于将接收的直流输入进行降压之后,为控制器、显示模块以及所述RTC芯片供电;
所述控制器,用于通过获取的所述RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对所述目标芯片的秒脉冲周期误差值;
所述显示模块,用于显示所述秒脉冲周期误差值;
所述控制器还用于:
在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对所述RTC芯片进行RTC自校正;
所述控制器具体用于:
在接收到第二校正指令之后,获取标准秒脉冲的秒脉冲捕获值以及所述RTC芯片的秒脉冲捕获值,并且通过
其中,f1表示所述RTC芯片的秒脉冲捕获值,f2表示标准秒脉冲的秒脉冲捕获值,a、b、c均为所述RTC芯片的固定参数,T为环境温度值,y1=aT2+bT+c,表示的是所述RTC芯片在未进行RTC自校正前所采用的频率响应曲线,y2=aT2+bT+c+Δc,表示的是所述RTC芯片在进行了RTC自校正之后所采用的频率响应曲线。
2.根据权利要求1所述的电能表秒脉冲误差测试器,其特征在于,所述降压模块,具体用于:
通过USB接口将接收的直流输入进行降压之后,为控制器、显示模块以及所述RTC芯片供电。
3.根据权利要求1所述的电能表秒脉冲误差测试器,其特征在于,还包括测温模块,用于检测所述RTC芯片的温度值并发送至所述控制器;
所述控制器还用于:获取所述目标芯片的温度值,并确定出所述目标芯片的温度值与所述测温模块检测出的RTC芯片的温度值的差值;
所述显示模块还用于,显示所述差值。
4.根据权利要求3所述的电能表秒脉冲误差测试器,其特征在于,所述控制器还用于:
在接收到第一校正指令之后,基于标准温度值,对所述测温模块检测出的所述RTC芯片的温度值进行自校正。
5.一种电能表秒脉冲误差测试方法,其特征在于,包括:
降压模块将接收的直流输入进行降压之后,为控制器、显示模块以及RTC芯片供电;
所述控制器通过获取的所述RTC芯片的秒脉冲捕获值以及目标芯片的秒脉冲捕获值,确定出针对所述目标芯片的秒脉冲周期误差值;
所述显示模块显示所述秒脉冲周期误差值;
还包括:
所述控制器在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对所述RTC芯片进行RTC自校正;
所述控制器在接收到第二校正指令之后,基于标准秒脉冲,对所述RTC芯片进行RTC自校正具体为:
所述控制器在接收到第二校正指令之后,获取标准秒脉冲的秒脉冲捕获值以及所述RTC芯片的秒脉冲捕获值,并且通过
其中,f1表示所述RTC芯片的秒脉冲捕获值,f2表示标准秒脉冲的秒脉冲捕获值,a、b、c均为所述RTC芯片的固定参数,T为环境温度值,y1=aT2+bT+c,表示的是所述RTC芯片在未进行RTC自校正前所采用的频率响应曲线,y2=aT2+bT+c+Δc,表示的是所述RTC芯片在进行了RTC自校正之后所采用的频率响应曲线。
6.根据权利要求5所述的电能表秒脉冲误差测试方法,其特征在于,所述降压模块将接收的直流输入进行降压之后,为控制器、显示模块以及RTC芯片供电,包括:
所述降压模块通过USB接口将接收的直流输入进行降压之后,为控制器,显示模块以及所述RTC芯片供电。
7.根据权利要求5所述的电能表秒脉冲误差测试方法,其特征在于,还包括:
测温模块检测所述RTC芯片的温度值并发送至所述控制器;
所述控制器获取所述目标芯片的温度值,并确定出所述目标芯片的温度值与所述测温模块检测出的RTC芯片的温度值的差值;
所述显示模块显示所述差值。
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