[发明专利]单相智能电能表采用PCB式电流传感器计量的方法

说明书

本发明公开了一种单相智能电能表采用PCB式电流传感器计量的方法，该方法运用PCB式电流传感器代替传统的电流互感器进行智能电能表电流采样，当电能表计量电流时，电流传感器将电流转换为满足计量芯片采样通道的小电压信号，计量芯片AD转换进一步得到寄存器值，最终通过转换公式得出电流值；同时，在采样电流较大电流传感器灵敏度受温度影响时，运用矫正方法来进行温度补偿，使得电流传感器精确采样电流且免受直流分量影响。本发明的有益效果是，结构简单，成本低廉，可更好与电能表主板进行兼容装配。

技术领域

本发明涉及电能表的电流计量领域，特别是一种单相智能电能表采用PCB式电流传感器计量的方法。

背景技术

电能计量作为智能电能表中最为重要的功能之一，电压与电流的精确采样直接影响到计量的准确性。

目前，在大多单相智能电能表设计中，零线电流回路都是运用电流互感器实现采样，而电流互感器带铁芯，电流中存在的直流分量不能在互感器一二次间传变，其将全部作为励磁电流出现；励磁电流的增大将导致互感器磁饱和，进而造成采样电流误差过大；同时，电流互感器还存在绝缘结构复杂，体积大，成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种单相智能电能表采用PCB式电流传感器计量的方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种单相智能电能表采用PCB式电流传感器计量的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、将PCB式电流传感器固定安装在单相智能电能表零线接线端子上；

步骤2、将PCB式电流传感器供电电源采用与计量芯片共用电源方式，该方式为：将PCB式电流传感器电源接口与单相智能电能表计量部分电路电源连接，将电流传感器的地线接口与单相智能电能表计量部分电路的地回路相连，用以保证整个计量回路不存在电源电平差值带来的影响；

步骤3、将PCB式电流传感器的差分电压信号输出端连接至单相智能电能表主板上的零线电流计量回路；

步骤4、PCB式电流传感器的电压信号经过阻容抗混叠电路后送进计量芯片电流采样通道，进行AD转换并经过计量芯片进一步计算后存入计量芯片的电流寄存器中，用于后续电流有效值以及功率的计算；

步骤5、所述步骤4中对电流有效值进行计算的方式为：

a、首先需对电流值进行调校，标准表加载于单相智能电能表的额定电流Ib，Ib_RMS为当标准表加载在单相智能电能表上的额定电流达到Ib时，经AD转换后计量芯片计算得出的电流寄存器读数，根据以下公式可得出比值系数K：

K＝Ib/Ib_RMS

b、当单相智能电能表计量电流时，则可通过I(视)＝K*I_RMS得出现输入的电流值I(视)，其中I_RMS表示电流为I(视)时，经AD转换后计量芯片计算得出的电流寄存器读数；

步骤6、由于单相智能电能表采样电流较大时，电流传感器内部电路温度较高，则会影响到电流传感器信号灵敏度S使其偏离13.33mV/A，进一步使算出的电流值不准确，因此当电流较大时需对电流值进行补偿矫正，矫正的方式为：

a、标准表加载于单相智能电能表电流Imax，根据步骤5中公式算出电流值Imax(视)，并得出其与标准值Imax的差值e，算得矫正系数i：

i＝e/Imax

i取3位小数；

b、受温度影响的每个电流点处的矫正后值I(矫)＝I(视)/(1+i)。

当有电流流过单相智能电能表时，零线电流流过传感器一次侧，由于过流面积的限制，电流传感器的交流电流测量范围是0～150A；