专利名称：工频失真度智能测量仪的制作方法
技术领域：
工频失真度智能测量仪[0001]技术领域[0002]本实用新型涉及一种工频失真度智能测量仪。[0003]背景技术[0004]电量波形失真度是衡量电能计量准确性的一个重要指标，当检定标准电能表校验 台输出波形失真度超出检定规程时，该校表台所检的标准电表必定误差很大，故电能计量 检定装置检定规程对电能计量检定装置的输出波形失真度要求很严格。目前使用的工频失 真度测量仪器主要是采用基波剔除法和频谱分析法，这些方法仅适用于谐波条件下的工频 失真度测量，在非平稳畸变信号条件下，存在着测量速度慢、测量精度差等问题，不能解决 现场对工频电量波形失真度的测量问题。[0005]发明内容[0006]本实用新型的目的是提供一种工频失真度智能测量仪，在非平稳畸变信号条件 下，能够准确地测量工频电压和工频电流波形失真度。[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现[0008]一种工频失真度智能测量仪，其组成包括分压器、分流器，所述的分压器连接A/ D转换器、有效值转换器A、数模混合最优滤波测量电路A，所述的分流器连接所述的A/D转 换器、有效值转换器B、数模混合最优滤波测量电路B，所述的有效值转换器A、所述的数模 混合最优滤波测量电路A、所述的有效值转换器B、所述的数模混合最优滤波测量电路B分 别与所述的A/D转换器连接，所述的A/D转换器与数字信号处理器连接，所述的数字信号处 理器与存储器、键盘、IXD显示屏、USB接口、声光报警器连接。[0009]有益效果[0010]1.本实用新型不仅解决了现有工频失真度仪测量精度差的问题，而且解决了过 去无法在非平稳畸变信号条件下实时高精度测量工频电量失真度的问题。可以在非平稳畸 变信号和谐波条件下完成工频电压和工频电流失真度的实时高精度测量，同时可方便地将 测量结果实时反馈给用户，并根据用户设置的阈值对测量结果进行声光报警，该智能测量 仪体积小、重量轻、结构简单。[0011]本实用新型采用了小波分频带测量方法。可以实现对直流电压和直流电流的幅值 测量；采用数模混合最优滤波测量电路，可以实现对OHz 150kHz频率范围内的准工频电 压和准工频电流的幅值测量，从而可以实现准工频电压和准工频电流有效值的测量；采用 了基于小波分频带和数模混合最优滤波的软件测量算法，可以实现对OHz 150kHz频率范 围内的工频电压和工频电流失真度的实时高精度测量。[0012]本实用新型采用高精度分流器和高精度分压器，扩展了输入电压和电流信号的转 换频率范围，可以实现非平稳畸变信号的准确转换，减小了测量误差；采用声光报警与人机 交互系统，实现了测量结果的智能报警与存储。[0013]本实用新型针对非平稳畸变信号条件下的电量的特点而设计的。在电路设计上， 电压与电流变换后的信号输入到有效值转换电路和数模混合最优滤波测量电路完成总有 效值与准工频电量有效值的测量，并利用小波分频带测量方法完成直流电量的有效值测量，测量算法的应用频带达到OHz 150kHz。本实用新型的被测的电压经过高精度分压器变换后接入有效值转换器和矢量求和数模混合最优滤波测量电路，扩展了输入被测电压的变换频率范围，实现电压信号的准确转换；根据测量结果和用户自定义的报警阈值，进行声光混合报警，实现了测量仪的智能报警功能。


附图1是本产品的结构示意图。附图2是有效值采集电路图。附图3是电压余弦瞬时值采集电路图。附图4是电压正弦瞬时值采集电路图。附图5是电流余弦瞬时值采集电路图。附图6是电流正弦瞬时值采集电路图。附图7是电压余弦有效值计算电路图。附图8是电压正弦有效值计算电路图。附图9是电流余弦有效值计算电路图。附图10是电流正弦有效值计算电路图。根据电子线路制图规定，相同标号的线路之间具有连接关系。
具体实施方式
实施例1 :一种工频失真度智能测量仪，其组成包括分压器1、分流器2，所述的分压器连接A/D转换器3、有效值转换器A，件号4、数模混合最优滤波测量电路A，件号5，所述的分流器连接所述的A/D转换器、有效值转换器B，件号6、数模混合最优滤波测量电路B，件号7，所述的有效值转换器A、所述的数模混合最优滤波测量电路A、所述的有效值转换器B、所述的数模混合最优滤波测量电路B分别与所述的A/D转换器连接，所述的A/D转换器与数字信号处理器8连接，所述的数字信号处理器与存储器9、键盘10、IXD显示屏11、USB接口12、报警器13连接。实施例2 上述的工频失真度智能测量仪，对于变换后的电压U1 (t)和U2 (t)分
别经过整形电路输出与*% 和分别同频的方波信号和*4 。然后，将方波信号
*4 和*400分别加至锁相环的输入端，锁相环的输出端作为倍频电路的时钟控制信号，倍频器的输出作为ROM的地址发生器加至ROM的地址输入端。实质上这样就实现了锁相环控
制ROM发出与今仿和《2^0分别冋频冋步数子,十自号和,
信号。信号和M2IQ分别输入到乘法型D/A的参考电压端，分别与数字量,
CdSi(COf) fs号和，cos2(i￡V)丨目号在D/A转换器中头现t旲拟数子混合乘法运算，输出
的模拟信号直接接入到低通滤波器，利用低通滤波器完成积分求平均值运算，低通滤波器输出的是直流信号。[0032]实施例3 上述的工频失真度智能测量仪，对于电压1 ⑶和《j00，直接通过多通道A/D转换器接入到DSP中的小波分频带测量方法模块，得到信号中的直流成分^和％。同时，*%的和《2 分别经过真有效值转换电路分别得到*% 和《2 的总有效值幅值0|和拓。并且，
和又分别经过数模混合最优滤波模块输出准工频电压信号和电流信号的有效值RfI和a/2。然后，, IZjI和分别通过多通道A/D转换器采集到DSP处理器中，
最后，DSP对采集到的信号进行归一化处理，并利用软件测量算法计算得到工频电压与工频电流的失真度。实施例4 上述的工频失真度智能测量仪，电压信号和电流信号和0分别通过高精度分压器和电子高精度分流器电压信号*%(4和《2 ，然后，1% 和《2 分别有效值转换电路、数模混合最优滤波测量模块获得信号的总有效值和准工频电量的有效值，接着，将W 、
、总有效值和准工频电量的有效值通过多通道A/D转换器采集到DSP中，利用小波分
频带测量方法计算得出直流电量有效值，最后，根据测量的总有效值、准工频电量的有效值和直流电量有效值，利用软件测量算法得出失真度。存储器用于存储相关信号的历史数据及用户的配置参数，键盘与LCD实现工频失真度智能测量仪与用户的交互，声光报警实现失真度的智能判别，对不满足用户要求的失真度信号进行声光报警，USB用于相关数据与参数的导入导出及工频失真度智能测量仪固件的升级功能。
权利要求1.一种工频失真度智能测量仪，其组成包括分压器、分流器，其特征是所述的分压器连接A/D转换器、有效值转换器A、数模混合最优滤波测量电路A，所述的分流器连接所述的A/D转换器、有效值转换器B、数模混合最优滤波测量电路B，所述的有效值转换器A、所述的数模混合最优滤波测量电路A、所述的有效值转换器B、所述的数模混合最优滤波测量电路B分别与所述的A/D转换器连接，所述的A/D转换器与数字信号处理器连接，所述的数字信号处理器与存储器、键盘、IXD显示屏、USB接口、声光报警器连接。
专利摘要工频失真度智能测量仪。目前使用的工频失真度测量仪器测量速度慢、精度差。本产品组成包括分压器(1)、分流器(2)，分压器连接A/D转换器(3)、有效值转换器A(4)、数模混合最优滤波测量电路A(5)，分流器连接A/D转换器、有效值转换器B(6)、数模混合最优滤波测量电路B(7)，有效值转换器A、数模混合最优滤波测量电路A、有效值转换器B、数模混合最优滤波测量电路B分别与A/D转换器连接，A/D转换器与数字信号处理器(8)连接，数字信号处理器与存储器(9)、键盘(10)、LCD显示屏(11)、USB接口(12)、声光报警器(13)连接。本产品用于测量工频失真度。
文档编号G01R23/20GK202837398SQ20122053141
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者张晓冰 申请人:哈尔滨云楷科技发展有限公司