CN205506928U - 电子负载纹波检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种电子负载纹波检测装置，该装置包括：电子负载连接在智能电能表的外部测试电源的母线上；纹波取样电路与电子负载连接，用于采集外部测试电源的纹波电压；模拟数字转换电路与纹波取样电路连接，用于将纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压；比较器与模拟数字转换电路和电压基准芯片连接，用于对数字电压和所述电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果；微处理器，与比较器连接，用于接收比较器发送的比较结果。该方案实现了电子负载纹波的自动检测，使得电子负载纹波的检测过程更易于操作、简单可靠且节省人力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子计量检测技术领域，特别涉及一种电子负载纹波检测装置。
背景技术
目前，我国电力线网络大多使用电力线实现载波通讯，而载波在电网实际运行中，常常受到负荷对电网冲击，导致载波模块的供电电源波动较大，从而对载波通讯产生干扰。为保证载波模块供电电源的可靠性，在电能表出厂前需要对载波模块的供电电源进行检测，从而保证供电电源稳定。目前，智能电表负载纹波检测的常规做法是人为加入负载电阻，再采用示波器检测纹波，人工判定纹波是否超标。由于示波器无法与检验台连接，需要人工手动将测试数据录入到示波器，示波器庞大，操作不便，使得手动录入数据效率低下；此外，人工判定信号大小易出错。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种电子负载纹波检测装置，以解决现有技术中对智能电表负载纹波检测时手动录入数据效率低、人工判定信号大小易出错的技术问题。该装置包括：电子负载、纹波取样电路、模拟数字转换电路、电压基准芯片、比较器以及微处理器，其中，所述电子负载连接在智能电能表的外部测试电源的母线上；所述纹波取样电路与所述电子负载连接，用于采集所述外部测试电源的纹波电压；所述模拟数字转换电路与所述纹波取样电路连接，用于将所述纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压；所述比较器与所述模拟数字转换电路和所述电压基准芯片连接，用于对数字电压和所述电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果；所述微处理器，与所述比较器连接，用于接收所述比较器发送的比较结果。
在一个实施例中，所述微处理器，还用于在所述比较结果为所述数字电压大于所述电压基准芯片的电压值时，发出报警触发信号；所述电子负载纹波检测装置，还包括：报警器，与所述微处理器连接，用于接收所述微处理器发出的报警触发信号，发出报警信号。
在一个实施例中，还包括：通讯模块，与所述微处理器连接，用于将所述比较结果发送给控制台。
在一个实施例中，还包括：电源模块，与所述外部测试电源的母线连接，用于为电子负载纹波检测装置提供电能。
在一个实施例中，所述电子负载为具有预设功率的额定标称纯阻性负载。
在一个实施例中，所述电压基准芯片的电压值为所述外部测试电源的电压值的0.1％。
在一个实施例中，还包括：排针，用于将电子负载纹波检测装置连接在所述智能电能表上。
在一个实施例中，所述排针包括：第一排针，用于连接所述电子负载和所述外部测试电源；第二排针，用于连接所述微处理器和所述智能电能表的微控制单元MCU。
在一个实施例中，所述微处理器，还用于将所述比较结果发送给所述智能电能表的MCU。
在本实用新型实施例中，通过将电子负载连接在智能电能表的外部测试电源的母线上，纹波取样电路采集外部测试电源的纹波电压，经过A/D转换电路将纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压，进而通过比较器对数字电压和电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果，比较结果反映了智能电能表的外部测试电源的纹波是否超波。与现有技术相比，避免了由人工将数据录入示波器，避免了由人工来判定信号大小，从而实现了电子负载纹波的自动检测，使得电子负载纹波的检测过程更易于操作、简单可靠且节省人力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：
图1是本实用新型实施例提供的一种电子负载纹波检测装置的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
在本实用新型实施例中，提供了一种电子负载纹波检测装置，如图1所示，该电子负载纹波检测装置包括：电子负载1、纹波取样电路2、模拟数字(A/D)转换电路3、电压基准芯片5、比较器4以及微处理器7，其中，
所述电子负载1连接在智能电能表的外部测试电源14的母线上；
所述纹波取样电路2与所述电子负载1连接，用于采集所述外部测试电源的纹波电压；
所述模拟数字转换电路3与所述纹波取样电路2连接，用于将所述纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压；
所述比较器4与所述模拟数字转换电路3和所述电压基准芯片5连接，用于对数字电压和所述电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果；
所述微处理器7，与所述比较器4连接，用于接收所述比较器发送的比较结果。
由图1所示可知，在本实用新型实施例中，通过将电子负载连接在智能电能表的外部测试电源的母线上，纹波取样电路采集外部测试电源的纹波电压，经过A/D转换电路将纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压，进而通过比较器对数字电压和电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果(例如，比较结果为数字电压大于电压基准芯片的电压值或数字电压小于等于电压基准芯片的电压值)，比较结果反映了智能电能表的外部测试电源的纹波是否超波。与现有技术相比，避免了由人工将数据录入示波器，避免了由人工来判定信号大小，从而实现了电子负载纹波的自动检测，使得电子负载纹波的检测过程更易于操作、简单可靠且节省人力。
具体实施时，上述纹波取样电路2可以通过低内阻降噪型电容、钳位电路、高速运放和带通滤波器实现，例如，通过低内阻降噪型电容作为隔直电容，外部测试电源的电压信号再经过钳位电路限幅(防高压)进入集成高速运放和带通滤波器，放大后的信号，以直流电压的形式输出交流成分的真有效值(即上述纹波电压)转入高精度AD转换器(即上述模拟数字转换电路3)，(运放、带通滤波器、AD转换器采用一体集成电路降噪)经过AD转换器处理的数字信号输入MCU计算。灵敏度可以通过PA接口的外接电阻调节设定。
具体实施时，为了便于指示是否出现了纹波超标现象，在本实施例中，所述微处理器，还用于在所述比较结果为所述数字电压大于所述电压基准芯片的电压值时，发出报警触发信号；如图1所示，所述电子负载纹波检测装置，还包括：报警器8，与所述微处理器7连接，用于接收所述微处理器发出的报警触发信号，发出报警信号。具体的，所述微处理器7根据比较结果，控制所述报警器8，若所述外部测试电源14的数字形式的纹波电压大于所述电压基准芯片5的电压值时，则触发报警器8报警，若所述外部测试电源14的数字形式的纹波电压小于所述电压基准芯片5的电压值时，则不触发报警器8报警。该报警器8可以是一个通过微处理器控制的发光管。该微处理器发出的报警触发信号可以是脉冲信号，微处理器7可以采用ARM单片机。
具体实施时，上述电子负载1可以为具有预设功率的额定标称纯阻性负载。
具体实施时，上述电压基准芯片5的电压值可以为所述外部测试电源的电压值的0.1％。
具体实施时，为了实现将检测结果实时发送给控制台，在本实施例中，如图1所示，电子负载纹波检测装置还包括：通讯模块9，与所述微处理器7连接，用于将所述比较结果发送给控制台10。具体的，通讯模块9可以通过有线通讯或无线通讯的方式将比较结果发送给控制台10，实现自动录入测试数据。
具体实施时，为了满足不同的应用需求，在本实施例中，如图1所示，上述电子负载纹波检测装置还包括：电源模块6，与所述外部测试电源14的母线连接，用于为电子负载纹波检测装置提供电能。具体的，所述电源模块6用来与所述外部测试电源14连接，以从所述外部测试电源14获取高精度的工作电源，为电子负载纹波检测装置供电。
具体实施时，为了实现上述电子负载纹波检测装置与智能电能表的连接，在本实施例中，上述电子负载纹波检测装置还包括：排针，用于将电子负载纹波检测装置连接在所述智能电能表上。电子负载纹波检测装置实现以热插拔的方式连接在智能电能表。
具体的，排针的数量可以根据测试时的需要决定，例如，所述排针包括：第一排针，用于连接所述电子负载和所述外部测试电源；第二排针，用于连接所述微处理器和所述智能电能表的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，实现所述微处理器和所述智能电能表的微控制单元MCU之间的SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)连接。此外，该第二排针的一部分用于连接所述微处理器和所述智能电能表的微控制单元，该第二排针的另一部分可以用于连接外部测试电源和所述电源模块。当上述电子负载纹波检测装置不包括电源模块时，上述电子负载纹波检测装置可以直接连接于外部测试电源，以获得自身的电源。
具体实施时，所述微处理器和所述智能电能表的MCU连接后，所述微处理器7，还用于将所述比较结果发送给所述智能电能表的MCU，智能电能表根据比较结果就可以判断是否出现纹波超标，实现自诊断功能，再通过智能电能表上的485通讯接口将比较结果上传到控制台。
以下结合具体示例来说明上述电子负载纹波检测装置的测试过程。以电子负载纹波检测装置应用在电能表测试为例，具体测试电能表上用于为载波模块提供模拟电源的纹波。将电能表的载波模块取下，将本实用新型的电子负载纹波检测装置通过其上设置的排针，以热插拔方式与电能表连接(即第一排针连接电子负载和外部测试电源，第二排针连接微处理器和智能电能表的MCU，第三排针连接外部测试电源和电源模块)测试电脑表DC12V电源的纹波是否超标。具体的，微处理器7采用ARM单片机，电子负载1采用标称电阻，设置电压基准芯片5的电压值为12mV，电源模块6采用高精度稳压源的设计电路，将DC 12V电源电压转换成精度较高的稳定DC 5V电源，比较器4为电压比较器，报警器8为一个通过微处理器控制的发光管。本实用新型电子负载纹波检测装置的多通道通讯接口，通道1为本实用新型电子负载纹波检测装置的微处理器7与电能表内部MCU通过SPI方式连接，通道2为本实用新型电子负载纹波检测装置的通讯模块9以无线或有限通讯方式与控制台进行通讯。也可以利用电能表的485通讯接口向控制台发送测试数据。
电子负载纹波检测装置的具体工作过程如下：
纹波取样电路2利用跨接在DC 12V电源正负母线上的标称负载电阻1获取DC12V电源的纹波电压，纹波电压通过A/D转换电路3，转换为数字电压信号；比较器4比较转换后的纹波电压值与电压基准芯片的电压值12mV的大小，并将比较结果传送微处理器7；微处理器7根据比较结果，控制继电器通断电，若纹波电压大于电压基准芯片的电压值12mV，则控制报警器8灯亮，若纹波电压小于所述高精度电压基准芯片的电压值12mV，则控制报警器8不灯亮；微处理器7可以利用通道2直接实时将测试结果上传到校验台上，或者，微处理器可以将测试数据通过通道1发送给电能表内部MCU，电能表内部MCU确认故障，再通过电能表的485通讯方式将故障信息发送给控制台。
在本实用新型实施例中，通过将电子负载连接在智能电能表的外部测试电源的母线上，纹波取样电路采集外部测试电源的纹波电压，经过A/D转换电路将纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压，进而通过比较器对数字电压和电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果，比较结果反映了智能电能表的外部测试电源的纹波是否超波。与现有技术相比，避免了由人工将数据录入示波器，避免了由人工来判定信号大小，从而实现了电子负载纹波的自动检测，使得电子负载纹波的检测过程更易于操作、简单可靠且节省人力。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电子负载纹波检测装置，其特征在于，包括：电子负载、纹波取样电路、模拟数字转换电路、电压基准芯片、比较器以及微处理器，其中，
所述电子负载连接在智能电能表的外部测试电源的母线上；
所述纹波取样电路与所述电子负载连接，用于采集所述外部测试电源的纹波电压；
所述模拟数字转换电路与所述纹波取样电路连接，用于将所述纹波取样电路采集的纹波电压由模拟电压转换为数字电压；
所述比较器与所述模拟数字转换电路和所述电压基准芯片连接，用于对数字电压和所述电压基准芯片的电压值比较大小，得到比较结果；
所述微处理器，与所述比较器连接，用于接收所述比较器发送的比较结果。
2.如权利要求1所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，所述微处理器，还用于在所述比较结果为所述数字电压大于所述电压基准芯片的电压值时，发出报警触发信号；
所述电子负载纹波检测装置，还包括：
报警器，与所述微处理器连接，用于接收所述微处理器发出的报警触发信号，发出报警信号。
3.如权利要求2所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，还包括：
通讯模块，与所述微处理器连接，用于将所述比较结果发送给控制台。
4.如权利要求1所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，还包括：
电源模块，与所述外部测试电源的母线连接，用于为电子负载纹波检测装置提供电能。
5.如权利要求1所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，所述电子负载为具有预设功率的额定标称纯阻性负载。
6.如权利要求1所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，所述电压基准芯片的电压值为所述外部测试电源的电压值的0.1％。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，还包括：
排针，用于将电子负载纹波检测装置连接在所述智能电能表上。
8.如权利要求7所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，所述排针包括：
第一排针，用于连接所述电子负载和所述外部测试电源；
第二排针，用于连接所述微处理器和所述智能电能表的微控制单元MCU。
9.如权利要求8所述的电子负载纹波检测装置，其特征在于，所述微处理器，还用于将所述比较结果发送给所述智能电能表的MCU。
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