RU58721U1 - DEVICE FOR CHECKING SINGLE-PHASE ELECTRIC ENERGY METERS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к радиоизмерительной технике, может быть использована в устройствах для одновременного контроля нескольких однофазных счетчиков электрической энергии, позволяя повысить точность контроля и осуществлять проверку счетчиков класса точности до 0,2 включительно, значительно удешевляя и упрощая устройство. Это осуществляется за счет того, что в устройстве для проверки счетчиков электрической энергии, содержащее эталонный счетчик, импульсные входы которого являются входами для подключения телеметрических выходов N одновременно проверяемых счетчиков, источник измерительных сигналов тока, выход которого и соединенный последовательно с ним измерительный вход сигналов тока эталонного счетчика образуют выход сигналов тока устройства, источник измерительных сигналов напряжения, выход которого и соединенный параллельно с ним измерительный вход сигналов напряжения эталонного счетчика образуют выход сигналов напряжения устройства, и устройство управления и обработки данных, соединенное с помощью двунаправленных информационных шин данных, адреса и управления с эталонным счетчиком, источником измерительных сигналов тока и источником измерительных сигналов напряжения, источник измерительных сигналов напряжения имеет (N-1) дополнительных выходов, а эталонный счетчик имеет (N-1) дополнительных измерительных входов сигналов напряжения, которые соединены попарно-параллельно и образуют (N-1) дополнительных выходов сигнала напряжения устройства. 1 н.п.ф., 1 илл.The invention relates to a radio-measuring technique, can be used in devices for the simultaneous monitoring of several single-phase electric energy meters, allowing to increase the accuracy of control and verify the accuracy class meters up to 0.2 inclusively, significantly reducing the cost and simplifying the device. This is due to the fact that in the device for checking electric energy meters, containing a reference meter, the pulse inputs of which are inputs for connecting the telemetric outputs of N simultaneously checked counters, a source of measuring current signals, the output of which and a measuring input of reference current signals connected in series with it the counter forms the output of the current signals of the device, the source of the measuring voltage signals, the output of which and connected in parallel with it measuring the voltage signals of the reference counter form the output of the voltage signals of the device, and the control and data processing device connected via bi-directional data bus information, address and control with the reference counter, a source of measuring current signals and a source of measuring voltage signals, the source of measuring voltage signals has (N -1) additional outputs, and the reference counter has (N-1) additional measuring inputs of voltage signals that are connected in pairs and parallel and Brazier (N-1) additional device voltage signal outputs. 1 n.p.f., 1 ill.

Description

Полезная модель относится к радиоизмерительной технике, а именно к области измерения параметров низкочастотных электрических колебаний и может быть использована в автоматизированных устройствах для одновременного контроля однофазных счетчиков электрической энергии.The invention relates to a radio-measuring technique, namely to the field of measuring the parameters of low-frequency electrical oscillations and can be used in automated devices for the simultaneous monitoring of single-phase electric energy meters.

Современные счетчики электрической энергии однофазные и трехфазные, как правило, являются многофункциональными измерительными устройствами, измеряющими активную, реактивную и полную мощность, энергию в измерительных цепях, токи и напряжения, фазовые углы между напряжениями и токами, коэффициент мощности, частоту сети и ряд других параметров.Modern single-phase and three-phase electric energy meters, as a rule, are multifunctional measuring devices that measure active, reactive and apparent power, energy in measuring circuits, currents and voltages, phase angles between voltages and currents, power factor, network frequency and a number of other parameters.

Количество метрологических характеристик счетчиков, которые должны подлежать 100% контролю при их выпуске и периодических поверках, может достигать трех десятков. Задача, как правило, решается применением промышленно выпускаемых специализированных устройств для контроля (поверки), которые позволяют автоматизировать процесс, одновременно контролируя сразу несколько (от 4 до 20) однотипных счетчиков. Такие устройства содержат следующие основные функциональные узлы: источник фиктивной мощности (источник измерительных сигналов напряжения и тока синусоидальной формы и промышленной частоты, воздействием которых на счетчики осуществляется их проверка), эталонный счетчик электрической энергии, устройство управления и обработки данных.The number of metrological characteristics of counters, which must be subject to 100% control during their release and periodic verification, can reach three dozen. The task, as a rule, is solved by the use of industrially produced specialized devices for monitoring (verification), which allow you to automate the process while simultaneously monitoring several (from 4 to 20) of the same type of meters. Such devices contain the following main functional units: a source of fictitious power (a source of measuring voltage and current signals of a sinusoidal shape and industrial frequency, which affect their meters), a reference electric energy meter, a control and data processing device.

Так известно устройство для проверки счетчиков электроэнергии швейцарской корпорации МТБ (Meter Test Equipment), содержащее источник фиктивной мощности в виде усилителя сигналов напряжения и усилителя сигналов тока, эталонный счетчик и устройство управления и обработки данных. Данное устройство может обслуживать только счетчики с трансформаторным токовым входом.So it is known a device for checking electricity meters of the Swiss MTB corporation (Meter Test Equipment), containing a fictitious power source in the form of a voltage signal amplifier and a current signal amplifier, a reference meter and a control and data processing device. This device can only service meters with a transformer current input.

В настоящее время стали широко распространяться шунтовые счетчики, как более технологичные в изготовлении и дешевые. У них вместо трансформатора на токовом входе имеется прецизионный измерительный резистор (шунт), падение напряжения на котором пропорционально измеряемому току. Устройство (см. Приложение) для проверки счетчиков электроэнергии швейцарской корпорации МТЕ, принятое за прототип предлагаемой полезной модели, можно использовать при проверке как счетчиков с трансформаторным токовым входом, так и шунтовых. Оно, как и устройство-аналог, содержит источник фиктивной мощности, состоящий из источника сигнала тока 1 и источника сигнала напряжения 2, эталонный счетчик 3 и устройство управления и обработки данных 4. Устройство управления выполнено на базе микропроцессора и связано с источником фиктивной мощности и эталонным счетчиком информационными шинами - шиной данных, шиной адреса и шиной управления.At present, shunt counters have become widely spread, as they are more technological in manufacture and cheap. Instead of a transformer, they have a precision measuring resistor (shunt) at the current input, the voltage drop at which is proportional to the measured current. The device (see Appendix) for checking electricity meters of the Swiss MTE corporation, taken as a prototype of the proposed utility model, can be used to check both meters with transformer current input and shunt meters. It, like an analog device, contains a fictitious power source consisting of a current signal source 1 and a voltage signal source 2, a reference counter 3 and a control and data processing device 4. The control device is made on the basis of a microprocessor and is connected to a fictitious power source and a reference information bus counter - data bus, address bus and control bus.

Разница лишь в наличии дополнительного изолирующего трансформатора, который стоит между выходом источника сигнала напряжения и The only difference is the availability of an additional isolation transformer, which stands between the output of the voltage signal source and

входами напряжения контролируемых счетчиков. Трансформатор имеет N идентичных вторичных обмоток (по максимальному числу одновременно проверяемых счетчиков) и обеспечивает необходимую гальваническую развязку между шунтовыми счетчиками.voltage inputs of monitored meters. The transformer has N identical secondary windings (by the maximum number of simultaneously checked counters) and provides the necessary galvanic isolation between shunt counters.

Контроль выходного напряжения в прототипе осуществляется по одной из вторичных обмоток - на схеме первой по порядку. Именно к ней подсоединен вход сигнала напряжения эталонного счетчика. Предполагается, что все вторичные обмотки намотаны с одним и тем же числом витков и поэтому напряжения на всех одинаковы и равны напряжению на первой обмотке. Так как современные электронные счетчики электроэнергии - это довольно точные измерительные устройства (класс точности их доходит до 0,2), то устройство для их проверки должно быть, как минимум втрое более точным. То есть речь идет об измерении напряжения и тока с суммарной погрешностью не более 0,05%. Степень неравенства напряжений на вторичных обмотках изолирующего трансформатора, как одна из составляющих погрешности измерения сигналов напряжения, должна быть еще меньше.The control of the output voltage in the prototype is carried out according to one of the secondary windings - on the circuit first in order. It is connected to it the input of the voltage signal of the reference counter. It is assumed that all secondary windings are wound with the same number of turns and therefore the voltages at all are the same and equal to the voltage at the first winding. Since modern electronic electricity meters are fairly accurate measuring devices (their accuracy class reaches 0.2), the device for checking them should be at least three times more accurate. That is, we are talking about measuring voltage and current with a total error of not more than 0.05%. The degree of voltage inequality on the secondary windings of an isolation transformer, as one of the components of the error in measuring voltage signals, should be even less.

Равенство напряжений на всех вторичных обмотках возможно при одновременном выполнении следующих условий: равенства числа витков обмоток (выполнить достаточно просто), равенства потоков намагничивания и потоков рассеивания обмоток (выполнить тем сложнее, чем больше число обмоток), равенство нагрузок каждой из обмоток, которыми являются Equal stresses on all secondary windings are possible under the following conditions: equality of the number of turns of the windings (simple enough to perform), equality of magnetization fluxes and dispersion fluxes of the windings (the more difficult it is to perform, the greater the number of windings), the equal loads of each of the windings, which are

входные импедансы счетчиков по цепям напряжения (это требование практически невыполнимо).input impedances of counters on voltage circuits (this requirement is practically impossible).

Уменьшить влияние разброса входных сопротивлений счетчиков на значения выходных напряжений изолирующего трансформатора можно только уменьшением выходных сопротивлений обмоток трансформатора. Нужно многократно повышать типовую мощность трансформатора относительно расчетно необходимой для заданной мощности сигналов и наматывать его обмотки медным проводом или шинами с возможно большей площадью поперечного сечения. Этот путь и используется в прототипе. Как видим, это довольно объемный агрегат оригинальной конструкции, вынесенный из-за своих больших размеров отдельно от корпуса установки. По внешнему виду и тому, что он стянут четырьмя рым-болтами с кольцами для крючков подъемного устройства (например, лебедки), масса его никак не менее 50 кг. Трансформатор трудоемок и дорог в изготовлении, поскольку содержит большое количество меди (цветной металл) в виде толстых обмоточных проводов и шин, и как метрологическое устройство перед сдачей в эксплуатацию требует специальной проверки на соответствие точностным характеристикам. Равенство выходных напряжений в этом трансформаторе обеспечивается с точностью 0,1%.To reduce the influence of the spread of the input resistances of the counters on the output voltages of the isolation transformer is possible only by reducing the output resistances of the transformer windings. It is necessary to repeatedly increase the typical power of the transformer relative to the calculated signal power required for a given power and to wind its windings with copper wire or tires with the largest possible cross-sectional area. This path is used in the prototype. As you can see, this is a rather voluminous unit of the original design, which is taken out due to its large size separately from the installation case. In appearance and the fact that it is pulled together with four eyebolts with rings for the hooks of a lifting device (for example, a winch), its weight is at least 50 kg. The transformer is laborious and expensive to manufacture, since it contains a large amount of copper (non-ferrous metal) in the form of thick winding wires and tires, and as a metrological device, before commissioning it requires a special check for compliance with accuracy characteristics. Equality of output voltages in this transformer is ensured with an accuracy of 0.1%.

Поэтому устройство - прототип может быть использовано как установка для проверки счетчиков классов точности 2 и 1, возможно с некоторыми допущениями и для проверки счетчиков класса точности 0,5, однако для Therefore, the prototype device can be used as an installation for checking counters of accuracy classes 2 and 1, possibly with some assumptions, and for checking counters of accuracy class 0.5, however, for

проверки счетчиков класса точности 0,2 оно явно непригодно. Дополнительная погрешность в 0,1%, которую дает изолирующий трансформатор, слишком велика, когда полная погрешность установки при измерении электрической энергии (мощности) не должна в этом случае превышать 0,2%/3=0,07%.checking the counters of accuracy class 0.2 it is obviously unsuitable. The additional error of 0.1% that the isolation transformer gives is too large when the total error of the installation when measuring electric energy (power) should not exceed 0.2% / 3 = 0.07% in this case.

Технической задачей полезной модели является устранение необходимости использования тяжелого, громоздкого, сложного в изготовлении и дорогого изолирующего трансформатора, который ограничивает его класс точности и возможность повышения класса точности устройства с тем, чтобы его можно было использовать как устройство для проверки и контроля однофазных счетчиков электрической энергии, в том числе и шунтовых, класса точности до 0,2 включительно.The technical task of the utility model is to eliminate the need for a heavy, bulky, complicated to manufacture and expensive isolation transformer, which limits its accuracy class and the ability to increase the accuracy class of the device so that it can be used as a device for checking and monitoring single-phase electric energy meters, including shunt, accuracy class up to 0.2 inclusive.

Сущность решения технической задачи, которая позволяет отказаться от необходимости использования общего многообмоточного изолирующего трансформатора с сохранением возможности проверки шунтовых счетчиков и одновременно повышающая класс точности устройства, заключается в следующем.The essence of solving the technical problem, which eliminates the need to use a common multi-winding isolation transformer while maintaining the ability to check shunt counters and at the same time increasing the accuracy class of the device, is as follows.

В устройстве для проверки однофазных счетчиков электрической энергии, содержащее эталонный счетчик, импульсные входы которого являются входами для подключения телеметрических выходов N одновременно проверяемых счетчиков, источник измерительных сигналов тока, выход которого и соединенный последовательно с ним измерительный вход сигналов In a device for checking single-phase electric energy meters, containing a reference meter, the pulse inputs of which are inputs for connecting the telemetric outputs of N simultaneously checked counters, a source of measuring current signals, the output of which and a signal measuring input connected in series with it

тока эталонного счетчика образуют выход сигналов тока устройства, источник измерительных сигналов напряжения, выход которого и соединенный параллельно с ним измерительный вход сигналов напряжения эталонного счетчика образуют выход сигналов напряжения устройства, и устройство управления и обработки данных, соединенное с помощью двунаправленных информационных шин данных, адреса и управления с эталонным счетчиком, источником измерительных сигналов тока и источником измерительных сигналов напряжения, источник измерительных сигналов напряжения имеет (N-1) дополнительных выходов, а эталонный счетчик имеет (N-1) дополнительных измерительных входов сигналов напряжения, которые соединены попарно-параллельно и образуют (N-1) дополнительных выходов сигнала напряжения устройства.the current of the reference counter form the output of the current signals of the device, the source of the measuring voltage signals, the output of which and the measuring input of the voltage signals of the reference counter connected in parallel form the output of the voltage signals of the device, and the control and data processing device connected via bi-directional data bus data, addresses and control with a reference counter, a source of measuring current signals and a source of measuring voltage signals, a source of measuring signals voltage has (N-1) additional outputs, and the reference counter has (N-1) additional measuring inputs of voltage signals, which are connected in pairs-parallel and form (N-1) additional outputs of the voltage signal of the device.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на рисунке и содержит: эталонный счетчик 1, источник сигнала тока 2, источник сигналов напряжения 3, устройство управления и обработки данных 4. При этом к N импульсным входам эталонного счетчика 1 подключаются телеметрические выходы N одновременно проверяемых счетчиков электрической энергии (на рисунке не показаны). Выход источника измерительных сигналов тока 2 и соединенный последовательно с ним измерительный вход сигналов тока эталонного счетчика 1 образуют выход сигналов тока устройства, к которым подключаются токовые входы проверяемых счетчиков. N выходов сигналов напряжения источника напряжения 3 и соединенные параллельно с The block diagram of the proposed device is shown in the figure and contains: a reference meter 1, a current signal source 2, a voltage signal source 3, a control and data processing device 4. At the same time, the telemetry outputs of N simultaneously verified electric energy meters are connected to the N pulse inputs of the reference counter 1 ( not shown in the figure). The output of the source of the measuring current signals 2 and the measuring input of the current signals of the reference counter 1 connected in series with it form the output of the current signals of the device to which the current inputs of the monitored meters are connected. N outputs of voltage signals of voltage source 3 and connected in parallel with

ними N измерительных входов сигналов напряжения эталонного счетчика 1 образуют N выходов сигналов напряжения устройства, подключаемые к входам напряжения проверяемых счетчиков. Устройство управления и обработки данных 4 соединено с помощью трех двунаправленных информационных шин данных, адреса и управления с эталонным счетчиком 1, источником измерительных сигналов тока 2 и источником измерительных сигналов напряжения 3.them N measuring inputs of the voltage signals of the reference counter 1 form N outputs of the voltage signals of the device, connected to the voltage inputs of the tested counters. The control device and data processing 4 is connected using three bi-directional data bus data, address and control with a reference counter 1, a source of measuring current signals 2 and a source of measuring voltage signals 3.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Эталонный счетчик 1 имеет один измерительный канал для измерения сигнала тока и N параллельных измерительных каналов для измерения сигналов напряжения. Измерительный вход канала тока включается последовательно в измерительную токовую цепь, образованную выходом источника сигнала тока 2 и нагрузкой - последовательно соединенными токовыми цепями N одновременно поверяемых счетчиков 5. Измерение силы тока производится путем преобразования достаточно большого числа выборок (мгновенных значений) сигнала в течении одного периода в последовательность цифровых кодов с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Из значений этих выборок в устройстве управления и обработки данных 4 рассчитывается среднеквадратическое значение тока:The reference counter 1 has one measuring channel for measuring a current signal and N parallel measuring channels for measuring voltage signals. The measuring input of the current channel is connected in series to the measuring current circuit, formed by the output of the current signal source 2 and the load, by the series-connected current circuits N of simultaneously verified counters 5. The current is measured by converting a sufficiently large number of samples (instantaneous values) of the signal during one period into a sequence of digital codes using an analog-to-digital converter (ADC). From the values of these samples in the control device and data processing 4 calculates the rms current value:

, где I_k - выборки сигнала тока; where I _k are samples of the current signal;

К - число выборок сигнала тока за один период.K is the number of samples of the current signal for one period.

Каналы измерения напряжения независимы и имеют элементы гальванической развязки, что позволяет с их помощью измерять напряжение на цепях напряжения каждого из N шунтовых счетчиков, когда токовые цепи счетчиков объединены между собой последовательным соединением. Измерительные входы этих каналов подсоединены к одноименным выходам источника сигналов напряжения 3. К ним же при работе устройства подсоединяются цепи напряжения N проверяемых счетчиков 5.The voltage measurement channels are independent and have galvanic isolation elements, which allows them to measure the voltage across the voltage circuits of each of the N shunt counters when the current circuits of the counters are connected together by a serial connection. The measuring inputs of these channels are connected to the outputs of the voltage signal source of the same name 3. To them, when the device is operating, the voltage circuits N of the monitored counters 5 are connected.

Измерение среднеквадратического значения напряжений также производится путем их дискретизации, преобразования с помощью АЦП и вычисления по формуле:The measurement of the rms value of the voltages is also carried out by their discretization, conversion using the ADC and calculation by the formula:

, ,

где: U_k - выборки сигнала напряжения;where: U _k - sample voltage signal;

N - число выборок сигнала напряжения за один период.N is the number of samples of the voltage signal for one period.

Значения выборок сигналов напряжения и тока позволяют рассчитать активную мощность Pn, как средней мощности за период:The values of the samples of voltage and current signals allow us to calculate the active power Pn as the average power for the period:

, n=1...N, , n = 1 ... N,

где: Pn - активная мощность в цепях n-го счетчика; Ukn и Ik - выборки напряжения и тока, относящиеся к одному и тому же моменту времени; К - число выборок сигналов за период.where: Pn is the active power in the circuits of the nth counter; Ukn and Ik are voltage and current samples related to the same time instant; K is the number of signal samples per period.

По формуле: According to the formula:

рассчитываются углы сдвига фазы между напряжениями и током.phase shift angles between voltages and current are calculated.

Эталонный счетчик 1 имеет N входов, на которые поступают импульсные сигналы с телеметрических выходов проверяемых счетчиков 5. Частота этих импульсов пропорциональна мощности, измеряемой счетчиком, а их число за заданный период времени соответствует энергии, измеренной счетчиками. Эталонный счетчик фиксирует эти значения и совместно с устройством управления и обработки данных 4 сравнивает с результатом собственных измерений и рассчитывает погрешности измерения энергии проверяемых счетчиков. Эта погрешность является основной технической характеристикой счетчика. Установка обеспечивает возможность ее проверки при различных значениях тока, напряжения и угла сдвига фазы.The reference meter 1 has N inputs to which pulse signals from the telemetric outputs of the meters being tested are received 5. The frequency of these pulses is proportional to the power measured by the meter, and their number for a given period of time corresponds to the energy measured by the meters. The reference meter fixes these values and, together with the control and data processing device 4, compares it with the result of its own measurements and calculates the energy measurement errors of the verified meters. This error is the main technical characteristic of the meter. The installation provides the ability to test it at various values of current, voltage and phase angle.

Устройство управления и обработки данных 4 выполняется, обычно, на базе микропроцессора. С его помощью осуществляется управление источником фиктивной мощности - задаются значения тока и напряжения в измерительных цепях, значения фазовых углов, формируются массивы цифровых данных для цифроаналоговых преобразователей, задается частота сигналов, а также управление эталонным счетчиком - выбор соответствующих диапазонов токов и напряжений, расчет погрешностей проверяемых счетчиков. Кроме того, устройство при необходимости должно обеспечивать связь с персональной ЭВМ по стандартным интерфейсам. Устройство управления и обработки данных 4 может иметь либо собственный пульт управления, с которого The control device and data processing 4 is usually based on a microprocessor. With its help, the fictitious power source is controlled - the current and voltage in the measuring circuits are set, the phase angles are set, digital data arrays for digital-to-analog converters are formed, the signal frequency is set, and the reference counter is controlled - the choice of the corresponding current and voltage ranges, calculation of the errors checked counters. In addition, the device, if necessary, should provide communication with a personal computer via standard interfaces. The control device and data processing 4 can have either its own control panel, from which

осуществляется управление устройством, и дисплей, на который будут выводиться данные измерений, либо порт для подсоединения персонального компьютера. Во втором случае режим установки будет задаваться программой с клавиатуры компьютера, а данные измерений будут выводиться на его монитор.the device is controlled and a display on which measurement data will be displayed, or a port for connecting a personal computer. In the second case, the installation mode will be set by the program from the computer keyboard, and the measurement data will be displayed on its monitor.

При работе установки с помощью устройства управления и обработки данных 4 вручную или по заданной программе задаются требуемые среднеквадратические значения тока и напряжения. При этом микропроцессор устройства управления начинает выдавать по шине данных на цифро-аналоговые преобразователи источников сигналов тока и напряжения периодически повторяющиеся коды, соответствующие мгновенным значениям требуемым среднеквадратическим значениям задаваемых токов. Частота повторения кодов равна частоте формируемых сигналов напряжения и тока (например, номинальному значению сетевой частоты 50 Гц). Эталонный счетчик 1 измеряет эти сигналы и они обрабатываются по приведенным выше алгоритмам. Если значения сигналов не соответствуют заданным, то в коды вводятся поправки того или иного знака и процесс повторяется. Такая следящая обратная связь позволяет в результате нескольких итераций выставить точно заданное значение тока и напряжений (с точностью не более высокой, чем точность эталонного счетчика).When the installation is operated using the control and data processing device 4 manually or according to a specified program, the required rms values of current and voltage are set. In this case, the microprocessor of the control device begins to issue periodically repeating codes corresponding to the instantaneous values of the required rms values of the set currents to the digital-to-analog converters of the current and voltage signal sources. The repetition rate of the codes is equal to the frequency of the generated voltage and current signals (for example, the nominal value of the network frequency of 50 Hz). The reference counter 1 measures these signals and they are processed according to the above algorithms. If the signal values do not correspond to the specified ones, then corrections of one or another sign are entered into the codes and the process is repeated. Such follow-up feedback allows, as a result of several iterations, to set exactly the specified value of current and voltage (with accuracy not higher than the accuracy of the reference counter).

Класс точности предлагаемого устройства будет определяться точностью входящего в его состав эталонного счетчика, то есть разрядностью и The accuracy class of the proposed device will be determined by the accuracy of the reference counter included in its composition, i.e.

точностью применяемых микросхем АЦП, а также точностью и температурной стабильностью первичных преобразователей сигналов - прецизионных делителей для сигналов напряжения и прецизионных измерительных шунтов для сигналов тока.the accuracy of the ADC chips used, as well as the accuracy and temperature stability of the primary signal converters - precision dividers for voltage signals and precision measuring shunts for current signals.

Микросхемы низкоскоростных АЦП общего применения, разрядность которых достигает 16 и которые, соответственно, могут обеспечивать разрешающую способность квантования до 1/2¹⁶=0,0015% от величины максимального сигнала. К ним, в частности, относятся микросхемы с последовательным интерфейсом ADS8320 и ADS8325 фирмы Texas Instruments, AD676 и AD677 фирмы Analog Devices и ряд других. Интегральная нелинейность этих микросхем не превышает нескольких единиц младшего разряда. Они имеют низкое значение температурного коэффициента передачи аналогового тракта - до ±0,2·10^-6°С и низкое значение уровня внутренних шумов. Динамические же погрешности АЦП, связанные с изменениями уровня преобразуемого сигнала во время преобразования, в данном случае будут пренебрежимо малы в силу того, что преобразуемые сигналы очень медленные (50 Гц). Низкая частота преобразуемых сигналов чрезвычайно упрощает их фильтрацию от высокочастотных помех с целью повышения точности измерения.General-purpose low-speed ADC microcircuits with a bit depth of 16 and which, respectively, can provide a quantization resolution of up to 1/2 ¹⁶ = 0.0015% of the maximum signal value. These, in particular, include chips with a serial interface ADS8320 and ADS8325 from Texas Instruments, AD676 and AD677 from Analog Devices and several others. The integral nonlinearity of these microcircuits does not exceed several units of the least significant bit. They have a low value of the temperature coefficient of transmission of the analog path - up to ± 0.2 · 10 ^-6 ° C and a low value of the level of internal noise. Dynamic ADC errors associated with changes in the level of the converted signal during the conversion, in this case will be negligible due to the fact that the converted signals are very slow (50 Hz). The low frequency of the converted signals greatly simplifies their filtering from high-frequency interference in order to increase the measurement accuracy.

Что касается измерительных шунтов, то, например, шунты, выпускаемые фирмой Powertron, специализирующейся на выпуске измерительных резисторов, имеют точность до 0,005% и температурный коэффициент As for measuring shunts, for example, shunts manufactured by Powertron, a company specializing in the production of measuring resistors, have an accuracy of up to 0.005% and a temperature coefficient

сопротивления до ±1·10^-6°С.resistance up to ± 1 · 10 ^-6 ° С.

Учитывая эти данные и то обстоятельство, что установка, относясь по функциональному назначению к технологическому оборудованию, будет эксплуатироваться в цеховых условиях при малом разбросе рабочих температур, можно вполне обоснованно допустить, что предлагаемое схемное решение позволит создать установку класса точности не хуже 0,05.Taking into account these data and the fact that the installation, being related to the functional purpose of the technological equipment, will be operated in workshop conditions with a small variation in operating temperatures, it can be reasonably assumed that the proposed circuit solution will allow the creation of an accuracy class installation of no worse than 0.05.

В устройстве-прототипе присутствует общий изолирующий многообмоточный трансформатор, вносящий дополнительную погрешность 0,1%. С учетом этого класс точности устройства-прототипа, выполненного на той же электронной элементной базе, что и предлагаемое устройство, должен быть 0,15. Выигрыш по точности более, чем в три раза. И если с помощью устройства-прототипа можно проверять счетчики электроэнергии класса точности 0,5; 1 и 2, то с помощью предлагаемой полезной модели еще и счетчики класса 0,2 (следует отметить, что более точных счетчиков не существует). С другой стороны предлагаемое устройство для проверки счетчиков электрической энергии более компактно, технологически проще в изготовлении и значительно дешевле.The prototype device has a common isolation multi-winding transformer, introducing an additional error of 0.1%. With this in mind, the accuracy class of the prototype device, made on the same electronic element base as the proposed device, should be 0.15. The gain in accuracy is more than three times. And if using a prototype device, you can check the electricity meters of accuracy class 0.5; 1 and 2, using the proposed utility model, class 0.2 counters are also used (it should be noted that there are no more accurate counters). On the other hand, the proposed device for checking electric energy meters is more compact, technologically simpler to manufacture and much cheaper.

Claims (1)

Устройство для проверки однофазных счетчиков электрической энергии, содержащее эталонный счетчик, импульсные входы которого являются входами для подключения телеметрических выходов N одновременно проверяемых счетчиков, источник измерительных сигналов тока, выход которого и соединенный последовательно с ним измерительный вход сигналов тока эталонного счетчика образуют выход сигналов тока устройства, источник измерительных сигналов напряжения, выход которого и соединенный параллельно с ним измерительный вход сигналов напряжения эталонного счетчика образуют выход сигналов напряжения устройства, и устройство управления и обработки данных, соединенное с помощью двунаправленных информационных шин данных, адреса и управления с эталонным счетчиком, источником измерительных сигналов тока и источником измерительных сигналов напряжения, отличающееся тем, что источник измерительных сигналов напряжения имеет (N-1) дополнительных выходов, а эталонный счетчик - (N-1) дополнительных измерительных входов сигналов напряжения, которые соединены попарно-параллельно и образуют (N-1) дополнительных выходов сигнала напряжения устройства.

A device for checking single-phase electric energy meters, containing a reference meter, the pulse inputs of which are inputs for connecting the telemetric outputs of N simultaneously monitored meters, a source of measuring current signals, the output of which and the measuring input of the current signals of the reference meter connected in series form the output of the device current signals, a source of voltage measuring signals, the output of which and a measuring input of voltage signals e connected in parallel with it the alone counter form the output of the voltage signals of the device, and a control and data processing device connected via bi-directional data bus information, address and control with a reference counter, a source of measuring current signals and a source of measuring voltage signals, characterized in that the source of measuring voltage signals has ( N-1) additional outputs, and the reference counter - (N-1) additional measuring inputs of voltage signals, which are connected in pairs and parallel and form (N -1) additional outputs of the voltage signal of the device.