[发明专利]一种基于频率测差法的数字化电能表误差检验方法

摘要

本发明公开了一种基于频率测差法的数字化电能表误差检验方法，设置虚拟功率标准源一个恒定的数字功率，将数字化电能表的输出脉冲频率值和根据数字化电能表铭牌标定的电能脉冲常数推算出的理论脉冲频率值计算脉冲频率相对误差，即为被测数字化电能表误差。本发明通过比较频率误差，剔除了瓦秒法中计时器、计数器附加误差的影响。

主权项

一种基于频率测差法的数字化电能表误差检验方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，确定基于频率测差法的数字化电能表误差表达式，具体包括以下步骤：1‑1)设在同一时间t内，被测数字化电能表与虚拟功率标准源的电能分别为P′t、P₀t，则被测数字化电能表误差r定义为：$r=\frac{P^{\′}t-P_{0}t}{P_{0}t}=\frac{P^{\′}-P_0}{P_0}---\left(1\right)$其中，P′为被测数字化电能表的功率值，P₀为标准功率值；1‑2)根据电能表脉冲常数定义，可知，数字化电能表的功率P与相应输出脉冲频率f、脉冲常数C存在如下关系：$P=\frac{3600f}{C}---\left(2\right);$1‑3)将式(1)的分子分母同乘以电能脉冲常数，则被测数字化电能表误差r可变为：$r=\frac{P^{\′}{C}^{\′}-P_0{C}^{\′}}{P_0{C}^{\′}}=\frac{f^{\′}-f_N}{f_N}---\left(3\right)$其中，f′为被测数字化电能表的脉冲信号输出频率，f_N为被测数字化电能表按标准功率值计算出的理论脉冲频率，C′为被测数字化电能表铭牌标定的电能脉冲常数，此即瓦秒法演变而来；如果通过脉冲比较法检测电能表误差，则公式(1)变换为：$r=\frac{\frac{f^{\′}}{C^{\′}}-\frac{f_0}{C_0}}{\frac{f_0}{C_0}}$其中，f₀为虚拟功率标准源脉冲信号输出频率；C₀为虚拟功率标准源的脉冲常数；如果设置虚拟功率标准源的脉冲常数与被测数字化电能表铭牌标定的脉冲常数一致，即C₀＝C'，存在：$r=\frac{f^{\′}-f_0}{f_0}---\left(4\right);$式(3)、式(4)即为基于频率测差法的数字化电能表误差的2种计算公式；其次，进行基于频率测差法的数字化电能表误差检验，具体包括以下步骤：2‑1)将被测数字化电能表数据输入口连接至虚拟功率标准源，采用高精度频率计或者双通道频率计数器校验被测数字化电能表误差；如果采用高精度频率计，则转入步骤2‑2)；如果采用双通道频率计数器，则转入步骤2‑7)；2‑2)将被测数字化电能表的脉冲输出口连接至高精度频率计，然后转入步骤2‑3)；2‑3)设置虚拟功率标准源一个恒定的数字功率，并输出至被测数字化电能表，然后转入步骤2‑4)；2‑4)高精度频率计测量被测数字化电能表输出的脉冲频率值，然后转入步骤2‑5)；2‑5)根据被测数字化电能表铭牌标定的电能脉冲常数，通过人工或计算机利用公式(2)推算出在设置的数字功率下的脉冲信号的理论脉冲频率值，然后转入步骤2‑6)；2‑6)通过人工或计算机计算的方式，根据式(3)，计算所述步骤2‑4)高精度频率计测量的脉冲频率值与所述步骤2‑5)推算得到的理论脉冲频率值的相对误差，即代表了被测数字化电能表相对误差，检验结束；2‑7)将虚拟功率标准源、被测数字化电能表两者的脉冲输出口分别连接至双通道频率计数器，然后转入步骤2‑8)；2‑8)设置虚拟功率标准源一个恒定的数字功率，并输出至被测数字化电能表；则虚拟功率标准源和被测数字化电能表均输出脉冲频率至双通道频率计数器的相应通道，然后转入步骤2‑9)；2‑9)双通道频率计数器直接测量2个通道的脉冲频率差，则该脉冲频率之差，即代表了被测数字化电能表绝对误差；然后转入步骤2‑10)；2‑10)根据公式(4)的比值运算可得出脉冲频率相对误差，即代表了被测数字化电能表误差，校验结束。