[发明专利]一种高精度直流标准电能表

说明书

本发明公开了一种高精度直流标准电能表，涉及电能检测技术领域。包括前端调理模组和AD采样模组和信号输出模组；所述前端调理模组包括自调零模块、电压变换模块、电流变换模块、电压挡位切换模块和电流挡位切换模块；AD采样模组包括电压采样模块、电流采样模块和数字信号处理模块；所述电压采样模块和所述电流采样模块分别与所述数字信号处理模块连接；所述信号输出模组通过串口与数字信号处理模块进行通讯连接。本发明采用前端调理模组和AD采样模组结合的方式，对电路实现挡位切换，不同电流量采用不同的取样方式，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及电能检测技术领域，尤其涉及一种高精度直流标准电能表。

背景技术

电能表根据使用场合可分为安装式电能表和标准电能表。安装式电能表用于工业和民用电能计量，常年不间断工作。安装式电能表作为一种计量工具，其准确度等级比标准电能表低。标准电能表是一种量值传递的标准，它的准确度等级较高，一般在实验室使用，用于检定安装式或准确度较低的电能表。安装式电能表和标准电能表的工作原理基本一样，只是在设计时各有所侧重，标准电能表更侧重于准确度，而且设置有校验程序，能够方便、准确地检定被检电能表。对于大电流取样，工频电流放大器一般采用交流互感器作为反馈取样环节，使用互感器取样功率小，不受输出电流大小的限制，但是工频电流放大器存在无法反馈直流电能的弊端。此外，大电流取样容易导致电路发热严重，导致大电流取样的准确度难以保证。

发明内容

本发明目的在于，提供一种高精度直流标准电能表，以解决大电流取样容易导致电路发热严重，取样准确度较低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种高精度直流标准电能表，包括前端调理模组和AD采样模组和信号输出模组；

所述前端调理模组包括自调零模块、电压变换模块、电流变换模块、电压挡位切换模块和电流挡位切换模块；所述自调零模块分别连接所述电压变换模块和所述电流变换模块，所述电压变换模块与所述电压挡位切换模块连接，所述电流变换模块与所述电流挡位切换模块连接；

所述AD采样模组包括电压采样模块、电流采样模块和数字信号处理模块；所述电压采样模块与所述电压挡位切换模块连接，所述电流采样模块与所述电流挡位切换模块连接；所述电压采样模块和所述电流采样模块分别与所述数字信号处理模块连接；所述信号输出模组与所述数字信号处理模块连接；

所述信号输出模组通过串口与数字信号处理模块进行通讯连接。

优选地，所述AD采样模组还包括数字隔离模块，所述数字隔离模块设置于所述电压采样模块和所述电流采样模块与所述数字信号处理模块之间。

优选地，所述电压变换模块包括依次串联的分压电阻、电压增益仪表放大器和电压运算放大器；所述分压电阻的输出端连接所述电压增益仪表放大器的负输入端；所述电压增益仪表放大器的输出端连接所述电压运算放大器的负输入端。

优选地，所述电流变换模块包括零磁通互感器、分流电阻、电流增益仪表放大器和电流运算放大器；

所述零磁通互感器与所述分流电阻并联，所述分流电阻的两端分别连接所述电流增益仪表放大器的负输入端和正输入端；所述电流增益仪表放大器的输出端连接所述电流运算放大器的负输入端。

优选地，所述电压挡位切换模块包括分压单元、低失调运放单元、PGA放大单元和继电器切换单元。

优选地，所述电流挡位切换模块包括过流保护单元；所述过流保护单元包括整流桥和运算放大器。

优选地，所述电压采样模块或所述电流采样模块的数据带宽不小于15Bit。

优选地，所述数字隔离模块为采用4/0通道方向性的四通道数字隔离器。

优选地，所述数字信号处理模块的内核为双核DSP处理器。