[发明专利]电子式电能测量装置

说明书

本发明涉及一种经过改进的电子式电能测量装置，特别是在小电能范围内能精确测量的电子式电能测量装置。

图1是已知的电子式电能测量装置的方框图。如图1所示，该已知的测量装置包括有一个电压输入端（1）在电压输入端（1）上加有一要测出其电能的被测电路的高电压。该装置还有一电流输入端（2），被测电路的电流通过该输入端（2）流入该装置。一个电压变换部分（3），例如是分压电阻网络或变压器，被连接到电压输入端（1），用于接收被测电路的电压并发出与输入的高电压相对应的低电压信号。一个电流变换部分，例如变流器，其输入端与电流输入端（2）连接，以接收被测电路的电流并发出一个与输入到其输入端的大电流相对应的小电流信号。电压变换部分（3）的输出端和电流变换部分（4）的输出端分别与第1模-数转换器（5）和第2模-数转换器（6）的输入端连接。第1模-数转换器和第（2）模-数转换器都是8毕特的模-数转换器，并且分别用于将从电压变换部分（3）输出的低压模拟信号转换成代表该电压的数字信号及将电流变换部分（4）输出的小电流模拟信号转换成代表该电流的数字信号。第1模-数转换器（5）和第2模-数转换器（6）通过总线（9）与处理和控制部分（7）连接。该处理和控制部分（7）通过控制线（8）向第1模-数转换器（5）和第2模-数转换器（6）发出控制信号，使第1模-数转换器和第2模-数转换器按预定的时间间隔发出输出信号，并使处理和控制部分（7）周期性地收到从两转换器发出的信号，并在处理和控制部分（7）中通过对第1模-数转换器和第2模-数转换器的输出的数据的相乘，计算出被测电路的电能。从处理和控制部分（7）输出的输出数据即电能数据由输出线（11）输出到电能测量装置的输出端（10）。

如图1所示的已知的电子式电能测量装置的工作过程如下：

被测电路的电压和电流通过电压输入端（1）和电流输入端（2）分别输入到电压变换部分（3）和电流变换部分（4），该电压变换部分（3）发出与被测电路加在输入端（1）上的高电压相对应的低压模拟信号。该电流变换部分（4）发出与从被测电路通过电流输入端（2）输入的大电流相对应的小电流模拟信号。电压变换部分（3）发出的低压模拟信号加到模-数转换器（5）。电流变换部分发出的小电流模拟信号加到第2模-数转换器（6）。从第1模-数转换器发出代表被测电路电压的数字信号，该数字信号通过总线（9）被加到处理和控制部分（7）。从第2模-数转换器（6）发出代表被测电路电流的数字信号，该数字信号通过总线加到处理和控制部分（7）。处理和控制部分（7）通过控制线（8）向第1模-数转换器（5）和第2模-数转换器（6）发出控制信号以控制它们。所以第1模-数转换器（5）和第2模-数转换器（6）在控制信号的控制下，周期性的工作，以便向处理和控制部分（7）发出输出数据。两种数字信号即从第1模-数转换器（5）输出的电压数字信号和从第2模-数转换器（6）输出的电流数字信号在处理和控制部分（7）中相乘并且在每个周期性工作期间对相乘的数据进行积分。当这积分数值超过预定值时，处理和控制部分（7）的输出端通过输出线（11）向输出端（10）发出一电能脉冲，因此，通过在输出端（10）用一已知的计数器或类似装置计算出输出脉冲次数，就能测量被测电路的电能。

然而，上述已知的电子式电能测量装置在低负荷运行时，存在着测量不准的问题。例如，当被测电路中的电流只是电能测量装置的额定电流的50分之1或100分之1时，电流变换部分（4）的特性曲线是非线性的，因而产生测量误差。所以电能测量装置中，即使电流值很小，测量误差也应该小到可以忽略不计;在希望获得高精度的电能测量时，需要消除绝对误差，故不希望出现这种不精确的测量方法。

如果要获得很高的测量精度，在低磁通密度情况下，电流变换部分（4），例如变流器必须要用导磁率极高的铁芯，例如坡莫合金铁芯，而尽管各电子线路部分，例如第1模-数转换器（5）和第2模-数转换器（6）及处理和控制部分（7）尽可能地做到高精度，但由于该电子式电能测量装置的测量精度取决于电流变换部分（4）的线性特征，故仍不能有效地改善其测量精度;如果要获得高精度，则制造成本将是非常高昂的。根据上述理由，迄今为止，已知的电子式电能测量装置如果要求成本低，就不能保证在较宽的电流范围内获得令人满意的精确特性。

本发明的任务是要提供一种经改进了的并克服了上述不足的电子式电能测量装置。本发明通过利用存储器中的数据来修正电流变换部分的非线性误差以便在电路测量中获得具有令人满意精度的绝对误差，从而保证在较宽的电流范围内的电能测量精度。