[发明专利]一种电能表内置负荷开关的智能测试装置

权利要求书

1.一种电能表内置负荷开关的智能测试装置，其特征在于：所述智能测试装置由计算机（1）、控制单元（2）、表位显示单元（3）、测量通道切换单元（4）、负载档位切换单元（5）、继电器参数测量单元（6）、波形监测单元（7）、耐压测试单元（8）、负载单元（9）和负载参数测量单元（10）组成；其中，计算机（1）分别与继电器参数测量单元（6）和波形监测单元（7）的一端相连接，计算机（1）通过控制单元（2）分别与表位显示单元（3）、测量通道切换单元（4）、负载档位切换单元（5）和负载参数测量单元（10）的一端相连接；所述继电器参数测量单元（6）的另一端与测量通道切换单元（4）相连接；所述负载档位切换单元（5）和负载参数测量单元（10）的另一端分别与负载单元（9）相连接；所述耐压测试单元（8）外接待检测的电能表（11）；

所述计算机（1）接收分别来自于继电器参数测量单元（6）、波形监测单元（7）和负载参数测量单元（10）的测量数据，计算机（1）向控制单元（2）下发测量通道切换指令和负载档位切换指令；

所述控制单元（2）接收由计算机（1）发出的测量通道切换指令和负载档位切换指令，并依照计算机（1）的指令控制表位显示单元（3）显示信息、控制测量通道切换单元（4）切换测量通道、控制负载档位切换单元（5）切换负载档位、读取负载参数测量单元（10）的测量数据、且与电能表（11）进行通讯；

所述继电器参数测量单元（6）用于测量电能表（11）内部的负荷开关各项参数，其测量项目包括：触点电阻、线圈电阻、动作电压和动作时间；

所述波形监测单元（7）用于监测电能表（11）内部的负荷开关在实负荷下通断时的触点压降和电流的波形；

所述耐压测试单元（8）用于测试电能表（11）的介质耐压，采用手动接线、手动操作方式测试；

所述负载单元（9）由电阻元件、电容元件和电感元件组成，作为电能表的实际负载；

所述负载参数测量单元（10）用于测量负载电压、电流和功率因数；

使用时，分别将测量通道切换单元（4）、波形监测单元（7）、耐压测试单元（8）和负载单元（9）的另一端与待测的电能表（11）相连接，并将耐压测试单元（8）与待测的电能表（11）相连接。

2.如权利要求1所述的一种电能表内置负荷开关的智能测试装置，其特征在于：计算机（1）分别与控制单元（2）、继电器参数测量单元（6）之间采用RS232通讯，计算机（1）与波形监测单元（7）之间采用USB通讯；负载单元（9）充当实际负载时，负载单元（9）的功率因数可在1.0、0.8C或0.5L中选择，负载单元（9）的负载电流值可在10A、20A、40A、60A或72A中选择。

3.如权利要求1所述的一种电能表内置负荷开关的智能测试装置，其特征在于：控制单元（2）由一片STM32嵌入式微控制器、驱动芯片MAX232、驱动芯片MAX485和驱动芯片74LVC4245组成；STM32嵌入式微控制器分别与一块驱动芯片MAX232、四块驱动芯片MAX485和两块驱动芯片74LVC4245相连接；其中，自驱动芯片MAX232引出一路RS232通讯接口；自驱动芯片MAX485分别引出一路RS485通讯接口；自一块驱动芯片74LVC4245引出三路SPI通讯接口，自另一块驱动芯片74LVC4245引出四路SPI通讯接口；通过RS232接口实现STM32嵌入式微控制器与计算机（1）之间的通讯；通过RS485接口实现STM32嵌入式微控制器与电能表（11）之间的通讯，通过RS485接口实现STM32嵌入式微控制器与负载参数测量单元（10）之间的通讯；与电能表（11）通讯的RS485接口有三路，与负载参数测量单元（10）通讯的RS485接口有一路；通过SPI接口实现STM32嵌入式微控制器分别与三个表位显示单元（3）、三个测量通道切换单元（4）和一个负载档位切换单元（5）之间的通讯；

表位显示单元（3）由七片驱动芯片74HC4094和七块 7位数码管组成，七片驱动芯片74HC4094之间采用级联方式连接，每块驱动芯片74HC4094均对应一块7位数码管；表位显示单元3含有SPI接口，并通过SPI接口与控制单元（2）相连接；

测量通道切换单元（4）由两片驱动芯片74HC4094、一个继电器驱动芯片ULN2003和十个继电器组成；其中，两片驱动芯片74HC4094之间采用级联的方式连接，级联的两片驱动芯片74HC4094经输出隔离后与继电器驱动芯片ULN2003相连接，继电器驱动芯片ULN2003后端与10个继电器相连接并驱动该10个继电器；该10个继电器用于控制测量通道切换单元（4）内测量通道的通断；测量通道切换单元（4）含有SPI接口，通过SPI接口与控制单元（2）连接；

负载档位切换单元（5）由三片驱动芯片74HC4094、一个继电器驱动芯片ULN2003和二十四个继电器组成，三片驱动芯片74HC4094之间采用级联的方式连接，三片驱动芯片74HC4094的末端经输出隔离后与继电器驱动芯片ULN2003连接，继电器驱动芯片ULN2003的末端再与二十四个继电器相连接并驱动该24个继电器，该24个继电器用于控制负载档位切换单元（5）内切换负载档位的交流接触器的通断；负载档位切换单元（5）内设SPI接口，通过SPI接口与控制单元（2）连接；

继电器参数测量单元（6）为一台型号为RPT-5C继电器参数测试仪，负责对电能表（11）内置负荷开关进行参数测量，测量的参数包括包括触点电阻、线圈电阻、动作时间；

波形监测单元（7）为一台型号为Tektronix DPO4034B的示波器，波形监测单元（7）的测量带宽为350MHz，采样率为2.5GS/s；波形监测单元（7）配有电流钳表，能够同时检测电能表（11）的负载电压和负载回路电流波形；

耐压测试单元（8）为一台型号为MS2670C的耐压测试仪，耐压测试单元（8）的输出电压为AC0至5000V；

负载单元（9）由电阻、电感和电容元件、交流接触器组成，通过交流接触器通断各电阻、电感和电容元件的连接关系，组成各种功率值的负载；

交流接触器通过负载档位切换单元（5）控制其通断；

负载参数测量单元（10）为一台型号为DSW-9902B的功率测量仪,负载参数测量单元（10）用于测量负载电压、电流、功率因数；

通过RS485接口，将负载参数测量单元（10）与控制单元（2）连接并通讯。