[发明专利]固体电表的调节电路与方法

说明书

本发明一般涉及电测量仪表的调节校正电路及方法，更具体地说，涉及用于测量电能参数的固体电表的自动或半自动校正的集成电路与方法。

电表通常用于电力事业的测量，例如测量在商业电源和用户之间流动的电力。在现有机电设计的每个电表内，有一与被监测的电力线路的电压和电流处于磁耦合的盘。此盘的旋转速度正比于流过线路和电表的电力。为了最初使电表与通用标准相符，以及为了校正随时发生的漂移，电表必须在最初以及其后随时地加以校准。

一个机电式的多相电表为了校准要进行的调节有八种之多，其中包括改变磁体位置的螺栓的调整，以及其它的机构，这些机构与被测量的电力的电磁场一起，驱动圆盘相对于一给定的电力负载在一特定的速度下转动。调整最初在工厂进行，之后，如果需要就由用户（即电力公司）进行，以满足通用标准，此后，还要随时进行补偿电表漂移作用的调整，调整通常是由手动实现的，尽管在工厂提供了具有伺服驱动螺栓调节器的自动校准系统。

最近研制的固体电表，其中一些是微机控制的，当前已被电力事业采用，这种电表具有由单个电表进行多种测量的功能，其精度高于以前用的机电式电表。固体电表基于若干不同的信号处理技术，以便确定能量使用参数，例如作为被测电压与电流的函数的线路功率。尽管工业正朝着标准化的方向发展，还是有若干种不同的制造设计方法。关于固体电测系统的介绍，请见《电世界》、1988、第3期，P47-52，Gorzelnik的题目为“固体测量”的文章（Electrical    World    March，1988，PP、47-52）。在任何类型的固体电表中，电力公司为调整可利用的三个参数是增益、偏移和相位。例如在具有用于测量每相的线路电流和电压的线路电流和电压检测器以及考虑电流电压的相位把电流和电压连乘以便得到能量用参数的乘法器的电表中，就需要将每对电压/电流中的电压信号或电流信号的增益进行调整，以使在所有系统功率状态中的电表的测量均匀（平衡），进而需要单个的全面的增益调整，以便补偿对所有电表状态（要素）[Phase（element）]输入起同等影响物电子增益误差（尤其是由任何电子功率测量设备所需要的电压或电流参考值中的起始误差引起的）。全面的增益调整及局部的平衡调整通常在全量程电流的百分之12.5或百分之15的线路电流下进行，这一电流值称作“试验安培数”。对各个阻容网络的调整校准了电压对于电流电压检测器中及乘法器中误差的相角响应。各个偏置调整电路给乘法器提供一个小的定值电压或电流以消除偏移误差的影响。通常调整偏置以在等于试验安培数的百分之十的低电流下校正。不同电表有附加或较少的校准调整可利用。用于工厂调整的一套调整方法与提供用户单位的不同，一些调整方法允许仅在工厂进行。

进行上述校准调整的几种技术设备包括电位器、机电开关电阻网络以及所选取的分立电阻元件。电位器使用起来简便，但实现自动调整困难，更主要的是电位器的电阻元件和滑动片之间的滑动接触势必会不可靠。机械开关，例如转动开关或双列（DIP）型开关，用于转换电阻网络中的各个电阻是较可靠的，但是不方便。此外，因为必须用大量的机械开关触点以进行校准，带来了高的成本。所选的用于校准的分立电阻元件虽然非常可靠，但因需要至少一个不焊接的电阻因而不方便。为是因为需要确定至少一个新的电阻值，然后定位、安装。类似地用于联接电阻的跨接片，由于需要焊上或拆下或其它某种不可逆的机械操作，其安装和复位也不容易。

所述每一校准技术设备增加了元件数量，因而可能增加电表的体积，另一种不增加电表的复杂性和体积的标准技术是膜电阻的激光修整（lasertrimming）。但这类校准需要非常贵的设备才能实现并且不允许用户以后的调整。

因而，本发明的一个目的是提供一种用于校准固体电表新的改进方法及系统。

本发明的另一个目的是提供固体电表的容易实现的并且可靠的校正。

还有一个目的是提供一种用于实现固体电表校准调整的系统，它不需要焊上或拆下零件。

本发明更进一步的目的是提供一种用于实现固体电表校准调整的系统，它没有运动部件，例如电开关或调节螺栓。

本发明的另一个目的是提供一种电表校正的系统，该系统是一个实体（Compact），并且基本上不增加电表元件的数量。

本发明的再一个目的是提供一种校准电表的系统，为实现校准，该系统不需要成本高的或复杂的外部设备。

另一个目的是提供一种能在计算机控制下，或者自动地，或由技术人员协助半自动地进行电表校准的系统。