计量性能参数论文

计量性能参数论文（精选9篇）

计量性能参数论文 第1篇

关键词：机械天平,计量性能,调整措施

目前, 人们在对物品质量计量工作中, 机械天平有着较高的准确性和精度, 因此得到了人们的广泛应用。然而, 机械天平在使用的过程中, 时常会受到各方面因素的影响, 而出现相应的质量问题, 这就使得机械天平的准确性和精度大幅度的下降。为此我们就要采用相应的技术手段来对其进行调整, 从而使其计量效果得到保障, 以确保机械天平的正常使用。

1 天平有四项基本计量性能

机械天平在使用的过程中, 其自身的稳定性、准确性、灵敏度以及不变性有着十分重要的意义, 它们是机械天平的基础性能。如果机械天平在使用的过程中, 这些性能受到了严重的影响, 那么就会到来计量结果出现严重的误差, 因此我们在对其进行使用的过程中, 就需要采用相应的调整手段来对其进行处理, 从而使其应用效果得到进一步的保证, 满足物品质量计量的相关要求。

2 对天平计量性能调整的过程

在机械天平使用的过程中, 对其计量性能的调整时很重要的, 只有这样才能使得测量状态达到最优化, 使其各方面性能得到有效的保证。但是机械天平在使用的过程中, 有时会受到各方面因素的影响, 而出现相应的问题, 因此我们就要对这些影响因素进行分析, 从而采用相应的技术手段来对其进行处理, 以确保机械天平的正常使用。

2.1 计量性能调节的两个根本因素

机械天平是由多个调节机构组成的, 这些构件在整个天平计量工作中都有着十分重要的意义, 因此我们就需要采用相应的技术手段来对其进行相应的调整, 从而使其在使用的过程中, 其应用效果得到有效的保证。而重心因素和结构因素作为机械天平计量性能的重要组成部分, 我们在对其进行调整的过程中, 主要是从这两个方面来进行处理的, 这样就可以使得机械天平的准确性、稳定性以及灵敏度等方面的性能得到很好的保证。

2.2 根本因素之重心因素

在机械天平中所谓的重心因素其实就是指的天平的稳定性和灵敏度, 它会对机械天平的准确性和精度有着严重的影响, 因此我们在对其进行调节的控制就要从以下几个方面来对其进行处理。

2.2.1 在随遇平衡状态下的调整。

在机械天平在随遇平衡状态下, 我们为了使其自身的工作性能和应用效果得到进一步的保证, 我们就要对天平中的各个机械构件进行有效的调整, 从而使其在使用的过程中, 不会受到各方面因素的影响, 其自身的稳定性和灵敏受到严重的影响。但是, 在实际情况下, 机械天平很难达到一个随遇平衡的状态, 因此我们只需要采用相应的技术手段来对其进行处理, 从而使其达到一个相对平衡的状态即可。

2.2.2 在不稳定平衡状态下的调整。

不稳定平衡是说一个物体达到平衡时, 其重心在支点上方。这种平衡状态是很不稳定的, 一旦物体受干扰稍微离开平衡位置, 重力矩就会将重心加加速向下拉, 这就像一个翘翘板一样, 既便好不容易使其平衡了, 但只要稍有扰动, 它就又会偏向一侧。对于翘翘板而言, 我们还是有可能使其平衡保持一段时间的, 但对于天平, 我们则不可能使其达到那种平衡。天平总是会向一侧偏转, 直到被阻止, 就像翘翘板的偏转最终会被地面阻止一样。 (当然, 天平偏向一侧还有其他可能的原因, 不过通过检查, 我们能够判断出, 它是否是由于重心高于支点而引起的。具体的方法是:在天平翘高的盘中添加砝码, 砝码不能过重, 只要刚好能使天平开始向另一侧偏转即可, 观察这个偏转过程, 如果它是一个有加速度的、越转越快的过程, 就可以确定偏转是由于重心过高引起的。从加速度的大小可以判断出重心高出支点的距离加速度越大, 重心越高) 。所以我们又知道了, 一台部件完好的天平, 是绝不可能维持不稳定平衡状态不变的, 它总会偏转到某一侧。

2.3 根本因素之结构因素。

“结构因素”是指天平两个力点与支点之间的相对位置因素, 它直接影响天平的正确性和示值不变性, 而间接地对天平的稳定性和灵敏性产生影响。在“结构因素”中我们提到了三个点, 分别是天平的一个“支点”和两个“力点”。对作用于中刀上的所有的力进行合成, 所得的合力的作用点, 就是天平的支点。同样, 分别对作用于两个边刀上的所有的力进行合成, 所得的合力的作用点, 就是天平的两个力点。支点和力点都位于各自的刀刃上。两力点与支点的距离之比, 直接决定天平的正确性。对于等臂天平来说, 这个比例为1:1。

总之, 天平的支点和力点不固定, 导致了“结构因素”不能确定, 从而造成了对计量性能的影响。但“结构因素”还有另一个重要特性, 就是它的“构形作用”。具体的说, 如果我们用直线将天平的支点和两个力点连接起来, 就构成了一个以支点为顶点的、近于等腰的三角形 (也可能成一条直线, 但可能性极低, 且不可能保持直线不变, 可不予考虑) , 如果这个三角形的顶点向上 (即刀子处于“离线”状态) , 天平的重心会随着天平加载质量的增加而下降;相反, 如果这个三角形的顶点向下 (即刀子处于“吃线”状态) , 天平的重心则会随着天平加载质量的增加而上升。

2.4 影响天平计量性能的两个根本因素必须相互配合。

对天平计量性能的调整, 也必须全面兼顾、谐调进行。一台调整到最佳状态的天平, 它的重心应稍低于支点, 既保证天平始终趋于稳定平衡状态, 又能提供较高的灵敏性;它的支点应稍高于两力点的连线, 使三点呈一个支点在上的三角形, 这样, 随着横梁因加载而产生的弹性变型, 三点最后趋于落在同一直线, 同时保证从空载到重载全程有较高的灵敏性;它的两臂长度之比, 应趋近所要求的数学比例, 保证最高的正确性;它的三个刀的刀刃, 应极近互相平行, 将支点和力点的变动控制在最小范围内, 提供最佳的示值不变性。

3 结论

总而言之, 我们在对机械天平进行使用的过程中, 为了使其准确性和精度进行进一步的提高, 就需要将许多相应的技术手段应用到其中, 从而使其应用效果得到有效的保证。而随着科学技术不断提高, 人们也将一些新型的技术应用到其中, 这就使得机械天平的工作性能得到进一步的提升。

参考文献

[1]赵亚军.天平砝码秤[M].北京:中国计量出版社, 2006, 12.

计量性能参数论文 第2篇

田亚莉

（白水供电分公司）

【摘要】随着社会的进步和科学技术的发展，电子式电能表逐渐替代了机械式电能表，由于电子式电能表灵敏度高，性能稳定，误差小等原因，使好多用电客户感到新电子式电能表比原机械式电能表走的快，每月用电量多。本文着重从原理和性能方面对表计的计量准确性加以分析比较。

关键词：电子式电能表；机械式电能表；准确性；原理；性能

【前言】

电能计量作为计量工作的一个重要组成部分，是电力企业生产经营管理及电网安全运行的一个重要环节，其技术水平和管理水平不仅关系电力工业的发展和电力企业的形象，而且影响电能贸易结算的公平．公正和准确．可靠。电能表是测量电能计量的专用仪表，是电能计量最基础的设备，正确计量电量使电能计量准确、公平、公正十分重要，它直接影响到发、供、用三方的经济利益。电能表按其工作原理可分为机械式电能表和电子式电能表，随着社会的进步和技术的发展，新的计量器具层出不穷，新的计量手段不断更新，加之两网改造和“一户一表”工程的实施，使得过去的普通感应式机械电能表逐渐被电子式电能表所替代。但问题接踵而来，很多客户反映电子式电能表比过去机械电能表 “跑”的 快，电费交的多，真是这样吗?下面我将从以下几个方面加以分析讨论。

一：原理比较感应式机械电能表，它是利用三个不同空间和相位的磁通建立起来的交变移进磁场，在这个磁场的作用下，转盘上产生了感应电流，根据楞次定律，这个感应电流使得转盘总是朝一个方向旋转。转盘的转动经蜗杆传递到计数器，累计转盘的转数，从而达到计量电能的目的。而电子式电能表是利用电流和电压作用于固态电子器件而产生瓦时输出量的电能计量仪表。

二 电子式电能表与机械电能表的缺点比较

2.1 机械电能表存在以下缺点：①使用的制动阻尼磁铁受温度影响较大，高

温状态下容易失磁，使得表计走慢，给供电部门造成电能损失；②机械式电能表由于受磁场对称性和发热影响，容易发生潜动即空走；③感应式电能表在轻负荷运行时，往往出现过补偿现象；④ 机械磨损严重，长时间使用后合格率降低，超差严重。

2.2 电子式电能表存在以下缺点：①生产技术有待于进一步提高；②价格较贵，维修较复杂；③对外部环境要求较高，④若质量不过关，表记容易死机，造成极其严重的计量数据混乱。

三 电子式电能表与机械电能表的性能比较

3.1 功能范围机械式电能表在用途中可分为有功电能表、无功电能表等，根据用途不同分别安装。而电子式电能表可实现正、反向有功、四象限无功、复费率等功能，有时装一块电子式电能表可相当于几块感应式电能表，表记数量的减少，有效地降低了二次回路的压降，提高了整个计量装置的可靠性和准确性。

3.2准确度等级高且稳定性能好感应式电能表的准确度等级一般为0.5级到3级，并且由于机械磨损，误差很容易发生变化，而电子式电能表可方便的利用各种补偿达到较高的准确度等级，且误差稳定性好，在5%Ib-400%Ib范围中测量两种单相电能表的误差，我们发现：

（1）电子式电能表误差变动小，感应式电能表误差变动较大。

（2）低负荷时，电子式电能表的误差偏正，感应式电能表而出现较大的负误差。所以电子式电能表准确度等级一般为0.2级到1级。由于电子表总体的稳定性很好，用户在安装前可以实现免调，避免出现人为的误差。

3.3 灵敏度：

电子式电能表的电子线路本身灵敏度极高，可比机械表高一个数量级，而且可以长时间保持这种高灵敏度。机械表的机械摩擦阻力是原理性的问题目前无法克服，特别是在低转速时，机械摩擦力接近静态摩擦力，数值明显提高，因而计量漏洞将增大，长时间工作后尤其如此。

3.4 功耗：

由于电子式电能表采用的CMOS元件自身功耗很小，例如一只单相电子表的每月功耗约为0.3～0.5kWh，机械表的功耗每月0.8～1kWh。根据GB/T17215-98规定的参比条件下，通过整机功耗的测试和起动试验可得出电子式电能表功耗通常为感应式电能表的三分之一;电子式电能表由于采用了电子线路原理使得起动功率仅为感应电能表的十分之一上下且灵敏度可做得较高。所以较小的功耗和良好的起动功率灵敏度对公平收取电费有积极作用。

3.5 防窃电效果：

由于电子线路内部在设计上很容易实现对付各种窃电行为防范措施，因此电子式电能表在防窃电功能上要比机械表强得多。

3.6 精度：

电子式电能表电路中的A/D变换器的精度可达2-14以上，因此分辩力和精度很高，可以设计0.5级以上的高精度电能表。机械表由于采用磁路结构非线性失真大，一致性差，因此要采用各种补偿机构，采用补偿机构又降低了稳定性，也不利于生产使用中的调校。

我们做了电压、频率、功率因数、谐波变化等指标对表计误差影响的实验。从对比实验中可看出：

（1）感应式电能表在低电压时误差偏正，高电压时误差偏负。

（2）感应式电能表在感性负荷时误差偏正，容性负荷时误差偏负。

（3）谐波对电能表误差影响较大，其中三次、五次、七次谐波对表计误差影响较大。当用户向电网送出谐波时，感应式电能表的误差偏正，且变化较明显；电子式电能表的误差偏负，但受影响较小。谐波用户与非谐波用户表计误差变化正好相反。由于电子表的采样元件、A/D变换元件、放大电路等的线性好，使得电子表的线性动态范围较大，适应性很强。机械表的线性动态范围小，原因是非线性因素太多，当用电量变化很大时计量精度将受到很大、影响。

总之，电压、频率、功率因数以及谐波等的变化，对电子式电能表误差影响较小，对感应式电能表影响较大。同时从实验数据和负载线性的对比中可明显看到，电子式电能表的线性较好，误差调整容易，而感应式电能表由于电磁感应原理和结构的原因，其工作线性较窄，而且由于元器件之间的相互影响，各个负荷点的误差数据差距较大，使得调整时较难同时满足各个负荷点的要求。

3.7启动电流小，误差曲线平整机械式电能表要在0.3％Ib下才能启动，进行计量，而电子式电能表非常灵敏，在0.1％Ib电流下就开始启动进行计量，且误差曲线好，在全负荷范围内误差几乎为一条直线，而机械式电能表的误差曲线变化较大，尤其在低负荷时误差较大。

通过在现场对慢31.3%的某用户进行了换表前后用电量比较,机械表平均每月为23 kW·h,新装电子式电能表后两个月平均为31.4 kW·h。通过计算用电客户听后,客户点头夸赞电子式电能表具有计量准确,能达到降损、降价的目的,而不是凭以前所想的电子式电能表跑得快。

计量性能参数论文 第3篇

[关键词] 集成电路 电能计量 设计

[中图分类号] TN402 TN492 [文献标识码] A [文章编号] 1674-2583（2014）06-0028-05

接2014年2月刊《高性能国网三相多功能电能计量芯片BL6522B的设计（上）》

上海贝岭股份有限公司在电能计量领域耕耘多年，从1992年起就进入该领域，陆续开发出BL0932、BL6501、BL6503、BL6513、BL6523等多个系列的电能计量核心芯片，产品覆盖单相、三相、防窃电、电力线载波、电表SOC等应用方向，累计出货计量芯片超过2亿颗。目前推出的BL6522B是一颗高精度三相多功能电子电能计量芯片，可用于0.2级三相多功能表的设计，并具有较高的性价比。

本文为《高性能国网三相多功能电能计量芯片BL6522B的设计》的下篇，主要介绍BL6522B产品中数字电路的设计考虑及实际测试结果。

1 数字电路系统框架及特点

BL6522B集成七路高精度Sigma-Delta ADC、低噪声电压基准电路、温度传感器等模拟电路模块。集成了专用的处理功率、有效值、能量等电网电参数的数字信号处理电路。

该芯片能够测量三相各相及合相的总有功功率及能量、基波有功功率及能量、无功功率及能量、视在功率及能量；能够提供各相电流、电压有效值、功率因子等参数；具有电流失流监测、电流电压峰值检测、过零检测等电能质量管理等电网监控功能；功率测量的输入动态范围（DR）可以达到3000：1；集成的片上温度传感器精度可达到 ±0.5oC。

该芯片支持全数字域的输入增益调整、有功相位可校准（最大±0.625°可调）、各通道增益调整、有功/无功/视在功率校准、有效值校准等。可以直接以脉冲形式输出有功功率校验脉冲CF_WATT和无功功率校验脉冲CF_VAR（该信号也可以配置成视在功率校验脉冲CF_ VA），直接连接标准表进行有功及无功功率（或视在功率）误差校正。

芯片内部采用信号流计算方式处理各种信号，在外部干扰情况下，有很好的可靠性。内部电压监测电路可以保证加电和断电时正常工作。

三相信号处理以A相为例，其主要电网参数计算的信号流处理框图见图1

电流差分信号（IAP，IAN）和电压差分信号（VAP，VAN）先分别经高精度的Sigma-Delta模数转换（ADC）将模拟信号转换为1位的脉冲密度调制信号（PDM code），通过数字可调整的相位补偿器，然后再通过降采样滤波器（SINC3）后还原出多位的数字波形。通过高通滤波器（HPF）滤去高频噪声与前端模拟通道引入的直流偏差，得到需要的电流采样数据（AI_WAVE）和电压采样数据（AV_WAVE）。

电流采样数据（AI_WAVE）和电压采样数据（AV_WAVE）各自通过平方，滤波（LPF1），开根（root），及平均（AVRG）可以获得电流和电压的有效值（AI_RMS，AV_RMS）。

将电流采样数据（AI_WAVE）和电压采样数据（AV_WAVE）相乘，得到瞬时有功功率，接着经过低通滤波器（LPF1），通过功率增益校准（A_ WATTGN）和功率偏差校准（A_WATTOS），经过平均器（AVRG），获得全波平均有功功率（A_WATT）。处理过程中，对正功和负功分别积分可以获得全波正功能量（A_WAHR_P）和全波负功能量（A_WAHR_N）。

同样，在电流采样数据（AI_WAVE）和电压采样数据（AV_WAVE）分别通过基波低通滤波器（LPF50）后再相乘，经过低通滤波器（LPF1）等，可以获得基波平均功率（AF_WATT）和基波能量（AF_WAHR）。

同样，无功功率的计算类似有功功率的计算，电流电压信号通过希尔伯特滤波器（Hilbert）后相乘，接着经过低通滤波器（LPF1），通过无功功率增益校准（A_VARGN）和无功功率偏差校准（A_VAROS），经过平均器（AVRG），获得平均无功功率（A_VAR）和无功能量（A_ VARHR）。

视在功率的获得有两种方式，一种为电流有效值和电压有效值的乘积可以获得视在功率（A_ VA1）；另一种方式通过有功功率和无功功率的平方和再开根获得（A_VA2）。

功率因子（A_PF）的计算，是把全波有功功率（A_WATT）为分子，选择上述两种视在功率一种作为分母而获得。

整个数字信号处理以信号流的方式并行处理，任何的在输入端突发的干扰信号随着信号流的实时刷新，只会在短时内有限的影响输出数据，干扰信号过后芯片输出恢复正常。信号处理过程中不使用状态机，信号处理结果稳定可靠，在符合芯片极限工作环境的条件下，芯片不存在死机的可能。

2 电路设计考虑和实测结果2.1 输出信号高稳定性

BL6522B的设计目标是适用于0.2级三相多功能表，由于三相电表一般使用电流互感器把采样到的电流信号转换成差分信号，比起单相电表使用锰铜电阻来采样信号，三相应用中输入到ADC的实际信号的幅度比单相应用要大2～5倍。对于模拟前端的ADC设计，在设计中线性度的控制比单相计量芯片中ADC的设计难度略小。

但三相表多数是0.5级或0.2级表，特别是按照0.2级表的要求，整表检测量程内的非线性误差要小于0.2%（可参考对应的国标）。在实际电表厂生产过程中，表厂内控指标就会要求校芯片验信号输出的波动控制在比标准小一个量级（10倍）的水平，一般要求在测试标准点（Ib）输出信号波动控制在0.02%以内。

这要求输出信号的处理需要十分小心，一方面在模拟前端尽可能降低有效带宽内的热噪声、通道的窜扰噪声、基准电压的热噪声等（详细见本文上篇）；另一方面，在数字域，完全可以通过数字信号处理的先天抗干扰强的优势，进一步抑制噪声，使得输出的校验脉冲的波动达到理想范围。数字设计方面主要通过以下办法：（1）合理选择数字滤波器结构、阶数及系数，更好的抑制带外噪声；（2）选择合理的滤波器位数，避免数字截尾误差引入的数字噪声；（3）采用不同工作频率的滤波器，通过内插算法，提高波形的平滑；（4）在信号处理过程中的一些关键点，可以分段处理大信号和小信号，提高线性度；（5）整个算法的开销需要从全局角度来平衡，尽可能以最小硬件开销来实现满足设计规范的最大性能。

图2a是BL6522B的实际测试值。在整机测试时，输入电流Ib=5A， 电压是220V的情况为表厂校准电表的标准点。如果输出校验脉冲波动大，就会使得测量不准确，需要现场多次校验，影响效率。BL6522B的整机在连续50次的测试中，输出误差波动小于0.01%。完全符合0.2级表的要求，也完全达到表厂生产内控的指标。

图2b是BL6522B的在小信号输入情况下的实际测试值，取整机测试的输入电流为1% Ib=50mA， 电压是220V的情况。由于该点输入信号小，每出一个校验脉冲，基本要花费几分钟，是表厂校准流程中最花时间的点。同样，如果输出校验脉冲波动大，就必选测设更多数据，需要更多试讲，会严重影响产线上的校表效率。BL6522B的整机在连续20次的测试中，2%Ib小信号的输出误差波动小于0.06%。

2.2 3000：1输入动态范围

比起单相电表使用锰铜电阻来采样信号，三相应用中采样端一般使用电流互感器（CT），后接2ohm～20ohm的电阻（这里R1+R2取10ohm），对于Ib=5A（有效值）的标称用电电流，如果通过1000：1的CT，流过R1、R2的电流为5mA，输入到芯片的差分电压约50mV（有效值）。

按照设计要求，输入动态范围需要达到3000：1，可以对应到电流通道输入电压范围大致从100uV 到300mV左右。其难点在于，即使输入信号只有100uV，也要保证测量误差不大于0.1%。

如简单计算，这需要分辨精度达到3000*1000≈22bits的ADC。我们不可能在目前的成本条件下去设计一个22位精度的ADC。 但比较幸运的是最终检测的是平均有功功率或无功功率的误差，不是电流的误差。这样，由于平均功率是个直流量，那么其噪声带宽就有可能接近很窄的一个范围。

电流通道的ADC需要考虑的输入信号带宽至少应能包括21次谐波，通过仔细设计基准电压的噪声、通道的热噪声等，可以把模拟电路的噪底（noise floor）控制在一个比较低值，虽然噪声带宽还是较大，具体模拟电路的设计考虑参见本文上篇。后续的数字信号处理在计算平均有功功率时，可以限制噪声带宽，这样通过收紧带宽，降低了噪声功率，在输入信号功率不变的情况下，大大提高的系统的信噪比（SNR）。

BL6522B的前端ADC可输入最大差分信号约340mV有效值。实际测量在3000：1输入动态范围（最大6倍Ib，最小0.4%Ib）内与标准表的非线性误差<0.1%，见表1。

无功功率的计算方式同有功功率，同样能在3000：1输入动态范围内达到非线性误差<0.1%的精度。

2.3 精确的基波及谐波检测

在BL6522B中，基波计算与全波功率计算同步进行。基波计算中，除了电流电压波形必须经过一个低通滤波器外（主要滤除2次谐波及以上谐波），后续功率计算的算法同全波功率计算。基波功率和全波功率采用两路同步进行，基波功率计算的动态范围、内部运算位数、线性度控制和输出信号的波动控制同全波有功功率的结果。

实际测试结果，加5次谐波，谐波电压为10%基波幅度（U5=10%Un），谐波电流为40%基波电流幅度情况下（I5=40%Ib），与标准表相比，测得基波功率相对误差<0.04%。

BL6522B可以提供精确的基波功率和谐波功率，谐波功率计算可以通过全波功率减去基波功率获得。同样基波的精度也达到了3000：1输入动态范围内达到非线性误差<0.1%。

2.4 高精度温度传感器的测试结果

电流和电压检测的ADC由于使用片上基准，随着基准电压的温度变化，会有一定的温度漂移。电能计量产品片上基准的温度漂移一般在15ppm每度以内，这样折算到-40度至80度的温度范围内，可能带来的基准电压的变化达到0.18%。

电能计量芯片中，一般有功功率的输出值与基准电压的平方成反比。这样0.18%的基准温漂最终会带来近似于0.36%的有功功率输出误差（-40度至80度的温度范围内）。但比较幸运的是，BL6522B中所采用的基准电压产生电路的结构所带来的温度曲线在批量测试中基本是一致的。

这样，理论上可以通过增加片上温度传感器来测量温度，然后根据已获得整表温度特性，通过调整片上数字增益寄存器来由于基准电压温漂所造成的增益温度漂移误差。对于0.2级表的精度要求，可以很方便通过查表等方式，把有功功率0.36%的增益温度漂移误差控制到0.1%以下（这里的标准比国标严格）。在实际应用中，如能要控制PCB线路板上外围器件的温度曲线一致性，再加上BL6522B的温度曲线批量基本保持一致，可以使用这种补偿方式来实现大批整表的温度补偿。

片上温度传感器实际测量结果，在温控精度0.2度的温箱里，测试BL6522B的片上内置温度传感器，获得温度曲线如下，从测试结果看，在-40度至80度的温度范围内，温度传感器有着很好的线性度，测量误差小于0.5度。

2.5 其它有用的新功能

BL6522B从应用工程师角度出发，也充分考虑了应用工程师使用过程中的一些细节，比贝岭原有的BL6522产品新增不少新的功能：

（1）由于模拟输入端的互感器在不同幅度输入信号情况下，可能存在角差不一致。BL6522B提供了有功功率角差校准分段补偿功能。并可根据电流有效值的大小，自主设置P1、P2两个分割点用于三段的角差分段补偿。

（2）有功、无功、基波功率的检测不仅具有阈值防潜动功能，还增加了定时防潜动功能。定时防潜功能打开后，根据定时防潜动寄存器的设置值，可以分别给有功能量累计或无功能量累计设定复位时间，如果在给定的时间里，有功能量累计值或无功能量累计值不足以在有功功率校验脉冲CF_WATT或无功功率校验脉冲CF_CAR的输出脚上触发1个校验脉冲，内部有功能量累计值或无功能量累计值将被清零，阻止剩余的累计能量继续累计最终导致的不需要的校验脉冲输出输出。这样可彻底避免在没有电流输入的情况下，由于输入端的噪声输出所带来的电表走字问题。该功能同时也对于更好的通过整机的工频电磁场干扰测试提供了一种解决方案。

定时防潜的设置需要按照根据整机防潜动考核的时间设置。应用设计中，应避免无法通过整机启动实验的状况发生。

（3）BL6522B提供快速潜动判断手段，为表厂提供了一种快速测试潜动的功能。可以设置四种时间段来快速判断整机是否存在潜动问题。可以设置4个测试时间分别为2.3秒、9.2秒、36.8秒、73.6秒。判断的方法，是计算在同一时间间隔里，瞬时功率的积分是否大于同样时间段中防潜动阈值WA_CREEP2/2或VAR_CREEP2/2的积分，如果没有，快速潜动标志位输出0，如果有潜动标志位输出1。对应有功和无功各自有快速潜动标志位指示输出。

（4）提供符合2013年新的国网标准的电压（流）逆相序测试：三相四线模式下电压相序检测按照A/B/C三相电压的过零点顺序进行判断，电压相序正确的依据：当A相电压过零之后，B相电压过零，然后才是C相电压过零，否则电压错序。另外，只要当A/B/C三相电压中任何一相没有电压输入时，可以认为是相序正常。有任意一相断相，无视逆相序比较结果。

（5）提供电流逆相序的判别：三相电压均大于电能表的临界电压，三相电流均大于5%额定（基本）电流，三相电流逆相序，且持续时间大于设定时间（60S），此种工况称为电流逆相序。该功能实现在实际应用中需要MCU配合实现。

（6）零线电流检测，可选合相电流的有效值或零线电流有效值输出，同时具有零线电流溢出指示功能。

（7）提供片上电压基准跌落检测，可以用于防止由于基准电压外接电容漏电造成的电表快走。

3 总结

浅谈机械天平计量性能调整 第4篇

1 天平的涵义及分类

天平有狭义和广义之分。狭义的天平专指双盘等臂机械天平，是利用等臂杠杆平衡原理，将被测物与相应砝码比较衡量，从而确定被测物质量的一种衡器。广义的天平则包括双盘等臂机械天平、单盘不等臂机械天平和电子天平3类。本文所说的是双盘等臂机械天平。双盘等臂机械天平一般按结构分为普通标牌天平、微分标牌天平和架盘天平3种。也可按用途分为检定天平、分析天平、精密天平和普通天平4种。

1)检定天平是计量部门、商检部门或其他有关部门或工厂专门用来检查或校准砝码的天平;

2)分析天平是用于化学分析和物质精确衡量的高准确度天平。在大多数情况下，这类天平的最小分度值都小于最大称量的10-5。分析天平可按衡量范围和最小分度值分为常量天平(称量和最小分度值分别为100g～200g和0.01mg～1mg)、半微量天平(30g～100g和1g～10g)、微量天平(3g～30g和0.1g～1g)和超微量天平(3g～5g和0.1g以下);

3)精密天平在各种物质的精密衡量中广泛应用，其最小分度值通常为最大称量的10-5～10-4;

4)普通天平用作物质的一般衡量。最小分度值等于或大于最大称量的10-4。普通标牌天平主要由立柱、横梁、吊挂系统、底座和制动装置组成(图1)。

2 天平的计量性能

稳定性、灵敏性、正确性和示值不变性是天平的四项基本计量性能。如果天平受到扰动就不能保持其稳定性，并且自动回到初始平衡的位置;天平的灵敏性就在于当秤盘的上的物体质量改变的时候它能迅速的做出改变，又由于其两臂固定的比值，可以在相同条件下多次测量同一物体而衡量结果是一样的，这就又显示了其示值的不变性。

3 天平计量性能的调整

我们只有常常对计量性能进行调整才能使天平的计量性能符合要求，天平的各项计量性能相互和谐天平才可以处于最佳的测量状态。但是只有对天平更为实质和清晰的认识，我们才可以更为准确的对其调整。影响天平计量性能的因素有哪些呢，这些因素又是如何影响天平的计量性能的，值得我们思考。天平自身设有许多调节机构，如重心砣、水平调节螺丝、升刀螺丝等，虽然他们的调节功能不一样，但是都是对天平计量性能的两个根本因素进行调节的，即重心因素和结构因素。

3.1 重心因素

天平重心点和支点之间的相对位置因素是天平的“重心因素”，它直接影响着天平的稳定性和灵敏性，间接影响着天平的正确性和示值不变性。“重心因素”影响，天平即使达到平衡状态，也分为不稳定平衡状态、随遇平衡状态和稳定平衡状态3种。

1)随遇状态是说，当物体达到平衡时，它的支点和重点重合。在这种状态下，物体无论怎样的移动，重力的力臂恒为零。显然这样的状态是不可能实现的，我们可以把支点和重心间的距离在一个尽可能小的范围内控制，但是让二者重合是不可能的。这也就是说在实际的使用和操作过程中，天平出现随遇平衡状态我们可以认为是没有的。

2)不平衡状态下的调整。不稳定的平衡是重心在物体到达平衡时在支点的上方。这样的状态是不稳定的，在受到稍微的干扰后就会稳定，这就像敲敲板一样，即使好不容易平衡了稍微扰动一些就会侧向一方除非你阻止了它，所以我们可以这么认为，即使是完好无损的天平，也不会一直保持平衡的状态而不改变的，它总会偏向一方，这样的状态下进行测量，其稳定性和准确性都是为0的，是不能用于测量的，这时就要降低天平的重心使其在支点以下。

3.2 结构因素

天平的两个力点和支点之间的相对位置因素是“结构因素”，它对天平的正确性和示值不变性有着直接的影响，对天平的稳定性和灵敏性有着间接的影响。“结构因素”中的三个点，即天平的一个“支点”和两个“力点”的距离之比，对于天平的准确性有着决定性的作用，对于等臂天平来说，这个比例为1:1。

指点和力点的不固定就会造成“结构因素”的不确定，从而影响计量的性能。

3.3 两个根本因素必须相互配合

天平性能的调整要协调、兼顾进行，即两个因素相互配合，只有把天平调到最佳的状态，才可以保证天平的稳定平衡，又能提高其灵敏性，从而保证测量的准确性。

4 结论

以上所述使我们对天平的性能影响因素有了较为全面的认识，保证了我们在天平的调整过程中有正确的调整方法，了解了只有天平的各调节结构和性能相互结合，才能使得天平处于最佳的测量状态。

参考文献

[1]杨福来.关于天平的稳定性及其调修方法[J].河南大学学报:自然科学版, 1987 (2) .

[2]赵宝瑞, 刘明.一种提高天平计量性能的方法[J].计量学报, 1990 (2) .

托盘扭力天平计量性能的调修 第5篇

1 托盘扭力天平具体计量性能指标如下

1.1 灵敏度指标

为了保障托盘扭力天平的灵敏度, 我们就采用增加砝码的方法, 来对其进行处理, 从而对其分度值进行观察, 如果其分度值在标准的范围内容, 那么就说明托盘扭力天平的灵敏度是合格的。

1.2 不等臂指标

一般来说, 在不同的托盘扭力天平中, 不等臂的允许误差都是不同的, 因此我们就要根据其实际情况, 来对其误差进行有效的控制。

1.3 四角误差指标

1.3.1 内、外差指标。

在托盘扭力天平使用的过程中, 对内差和外差的控制有着十分重要的意义, 这样就使得托盘扭力天平保持在一个平衡的状态, 这就使得托盘扭力天平的准确性、稳定性等各方面的性能得到进行一步的提升。

1.3.2 一顺差指标。

所谓的一顺差其实就是指两个等量砝码之间的差距。一般来说, 我们在对其一顺差进行控制的过程中, 都会根据其实际情况, 来对较轻秤盘中砝码的施加量进行控制, 如果托盘扭力天平货到或者超过其平衡位置, 那么就说明托盘扭力天平的计量性能是合格的。

1.3.3 角差指标。

托盘扭力天平在使用的过程中, 对角差的控制也有着十分重要的意义, 这就会对托盘扭力天平的稳定性有着严重的影响, 因此为了保障托盘扭力天平的计量性能, 人们一般都会在较轻的秤盘中加入适量的砝码, 从而对托盘扭力天平的平衡状态进行观察。

2 托盘扭力天平调修需用工具

一般情况下, 在我们在对托盘扭力天平计量性能进行调修的过程中, 采用的调修工具主要有砝码、水平泡、螺丝刀、扳手等, 技术人员在对其进行调休时, 就可以根据其实际情况, 采用相应的技术手段来对其进行调修处理, 从而使得托盘扭力天平的计量性能得到有效的保障。

3 托盘扭力天平的灵敏度的调修

3.1 天平灵敏度不好的原因:

重心铊松动, 钢带松紧产生微小变化, 调整块的位置发生变化, 重心铊过轻, 钢带太紧或太松。

3.2 调修方法。

(1) 重心铊松动, 将重心铊上下两部分旋紧并调整合适。 (2) 钢带松紧产生微小变化导致灵敏度 (全载) 过高或过低时, 调整调整块的高低位置, 使合格为止。调整时应兼顾一顺差, 不使其超过允许误差。 (3) 重心铊过轻, 适当加重重心铊的重量, 使空秤灵敏度合格为止。

4 托盘扭力天平不等臂误差的调修

4.1 不等臂误差产生原因分析:

使用不当而碰撞天平, 使其杠杆与钢带固定位置发生变化;调节芯位置移动;两个边钢带板与中钢带板距离不一致造成的。

4.2 调修方法。

(1) 不规范使用和环境震动等造成的偏差, 应重新调整调节芯的位置, 调至合格。要规范操作, 避免环境等不合格对天平的影响。 (2) 调节芯位置变化, 可按要求调整好调节芯位置。 (3) 两个边钢带板与中钢板距离不一致应调整其中一个, 使其两个边钢带板至中钢带板的距离相等, 即可排除不等臂现象。

5 托盘扭力天平的四角误差的调修

影响四角误差主要产生在一顺差、内差 (或外差) 、前后角差的故障调修。

5.1 一顺差的调整

5.1.1 原因分析:

调整块的位置不合适, 调整全载灵敏度时没有兼顾一顺差的变化。

5.1.2 调修方法。

若将一对等重砝码分别放置在天平秤盘的左侧 (或右侧) , 导致左秤盘方向下降, 而右秤盘方向上升时, 应该向上调整上杠杆的调整块, 向下调整下杠杆的调整块, 直至合格为止。

5.2 内外差的调整

5.2.1 原因分析.

边钢带可能被垫片卡住, 边钢带板的宽度可能与钢带宽度不相符, 左右边钢带松紧不一致造成天平的内外差。

5.2.2 调修方法。

边钢带被垫片卡住, 可用改锥撬开垫片, 使钢带不被卡住为止。若钢带板与钢带的宽度不合适, 应先松开倒顺牙的螺母后, 再拆卸边钢带板, 用锉修磨较宽的边钢带板, 使其与另一边钢带板宽度一致时为止。也可以更换合适的边钢带板。

5.3 前后角差故障的调修

5.3.1 原因分析。

运输或使用中的震动或碰撞, 造成边钢带板与中钢带板的平行度出现微小误差。

5.3.2 调修方法。

若在测前 (或后) 角误差时, 前或后角所在秤盘一侧下降, 说明前或后角的边钢带板与中钢带板距离偏大, 应调整距离大的边钢带板向中钢带板靠拢, 直至合格为止。

6 托盘扭力天平变动性误差调修

6.1 变动性原因。

摆动部件上的螺丝与螺母松动, 指针固定支架靠擦杠杆, 指针固定立架与中钢带靠擦, 指针与刻度指示板相摩擦, 指针与隔断板相靠擦, 中钢带板的固定垫圈压住中钢带, 固定垫片卡住某钢带, 秤盘下的托架销松动, 游丝没有固定好, 游丝架与游丝相摩擦所致。

6.2 调修方法。

(1) 若螺丝松动, 重点检查平衡块和重心铊部位等, 将松动的螺丝螺母旋紧, 就可解决问题。 (2) 指针固定支架靠擦杠杆, 可松开固定指针支架的固定螺丝, 重新调整好指针支架的前后位置, 直至调好为止。 (3) 指针支架在摆动中靠擦中钢带, 移动其左右位置, 不靠擦时将其位置重新固定好。 (4) 针对指针靠擦刻度指示板的问题, 由于指针尖弯曲所致, 将指针调直不靠擦为止;若不是, 则应调整刻度指示板, 保持一定缝隙, 再将刻度指示板固定好。

结束语

总而言之, 托盘扭力天平在实际的过程中, 对其计量性能进行相应的调修有着十分重要的意义, 它不仅可以有效的减少托盘扭力天平故障问题的出现, 还进一步的提高了天平的计量性能, 使其在使用是自身的稳定性和准确性得到有效的保障。目前我们在对托盘扭力天平进行调修时, 所采用的方法有很多, 因此我们就要根据其实际情况, 来对其进行处理, 从而保证其应用效果。

摘要：随着科学技术的不断进步, 人们为了使得天平的计量效果和准确性得到进一步的保障, 也将许多先进的科学技术应用到其中, 从而使得天平逐渐向着电子化、智能化的方向发展。其中由于托盘扭力天平由于有着良好的稳定性, 而且其制造成本比较低, 因此在部分小型企业中得到了人们的广泛应用。但是, 托盘扭力天平在实际应用的过程中, 时常会受到各方面因素的影响, 使其自身的计量性能受到严重的影响, 出现相应的故障问题。为此我们就需要采用相应的技术手段来对其进行调修处理, 以确保托盘扭力天平的正常使用。本文首先对托盘扭力天平计量性能的相关指标进行简要的介绍, 讨论了托盘扭力天平计量性能的调修工作, 以供参考。

关键词：托盘扭力天平,计量性能,调修处理,故障问题

参考文献

[1]赵亚军.天平、砝码、秤检定与维修[M].北京:中国计量出版社, 2000, 8.

托盘扭力天平计量性能的调修 第6篇

关键词：托盘扭力天平,计量性能,调修

一些小型企业在计量工作中, 主要应用的计量工具就是托盘扭力天平, 这种天平的造价相对来说较低, 而且在稳定性上较为突出, 因此, 很受小企业的钟爱。但是, 这种天平在长期的使用过程中, 也会受到各种因素的影响, 从而使得其计量的精确度受到影响, 为了使得托盘扭力天平的计量性能可以得到有效的保障, 就需要相关的工作人员可以采取有效的调修方法, 来对托盘扭力天平的计量精确度进行保障, 从而使得其应用的效果可以得到最大限度的提升。

1 托盘扭力天平具体计量性能指标

1.1 灵敏度指标

为了保障托盘扭力天平的灵敏度, 我们就采用增加砝码的方法, 来对其进行处理, 从而对其分度值进行观察, 如果其分度值在标准的范围内容, 那么就说明托盘扭力天平的灵敏度是合格的。

1.2 不等臂指标

一般来说, 在不同的托盘扭力天平中, 不等臂的允许误差都是不同的, 因此我们就要根据其实际隋况, 来对其误差进行有效的控制。

1.3 四角误差指标

1.3.1 内、外差指标。

在托盘扭力天平使用的过程中, 对内差和外差的控制有着十分重要的意义, 这样就使得托盘扭力天平保持在一个平衡的状态, 这就使得托盘扭力天平的准确性、稳定性等各方面的性能得到进行一步的提升。

1.3.2 顶差指标。

所谓的顺差其实就是指两个等量砝码之间的差距。一般来说, 我们在对其一顺差进行控制的过程中, 都会根据其实际隋况, 来对较轻秤盘中砝码的施加量进行控制, 如果托盘扭力天平货到或者超过其平衡位置, 那么就说明托盘扭力天平的计量性能是合格的。

2 托盘扭力天平调修需要用到的工具

通常来说, 在对托盘扭力天平进行调修的过程中, 所能够应用到的工具主要包括砝码、水平泡、螺丝刀等。相关的调修工作人员利用这些工具来对托盘扭力天平的计量性能进行有效的调节, 以保障托盘扭力天平的计量精确度。值得注意的是, 在进行调修工作的时候, 也要依据实际的情况, 采用相应的调修技术, 这样才能够使得调修工作可以顺利的展开, 进而对托盘扭力天平的计量性能形成良好的保障。

3 托盘扭力天平计量性能的调修分析

3.1 托盘扭力天平的灵敏度调修

当托盘扭力天平在长时间的应用过后, 就会出现灵敏度下降的问题, 造成这一问题出现的主要因素就在于天平所应用的重心铊出现了严重的松动现象, 同时, 钢带也出现了松动的迹象, 并且调整块在位移上出现了误差, 这样就导致重心铊出现了重心不稳的情况, 使得重心铊的重力变轻, 无法保障托盘扭力天平的高灵敏度。

针对这一问题所需要采用的调修方法如下:首先要将松动的重心铊进行紧固处理, 并对其进行有效的调整处理。其次就是要对松动的钢带进行加固处理, 认真观察其出现的微小变化, 针对这些变化必须要进行严肃的处理, 防止灵敏度的降低, 同时对调整块的位置进行有效的调节, 将其位移上出现的误差进行合理的调整, 直到位移误差调整到允许的范围之内即可。最后, 就是要适当的加重重心铊的重量, 改善其重量减轻的问题, 从而提升托盘扭力天平的灵敏度。

3.2 托盘扭力天平不等臂误差的调修

在对托盘扭力天平进行使用的过程中, 如果使用操作不当, 或者是天平在使用的时候受到了严重的碰撞, 这样就会导致天平的杠杆与钢带之间的固定处出现松动的迹象, 甚至在位置上发生错位的情况, 而这一现象出现之后, 就会使得其中的调节芯发生位置的错误, 同时, 两边位置的钢带板与中间位置的钢带板之间的位置也会出现位移上的误差, 这一系列现象的出现, 就会使得托盘扭力天平的不等臂出现误差。而针对上述问题进行解决的时候, 可以采用的调修方法包括以下几点:首先, 就是要对天平的操作行为进行规划化处理, 对环境进行控制, 降低环境因素以及人为操作因素对托盘扭力天平不等臂的影响。对调节芯的位置进行适当的调整, 保障其处于中心的位置。其次, 就是要将两个边缘部位的钢带板与中部位置的钢带板进行有效的调整, 保障两者之间的距离在标准的范围之内, 如果发现两者之间有不一致的情况, 可以对其中的一个进行调节, 直到两者位置一致为止, 这样就可以有效的降低托盘扭力天平不等臂出现误差的几率。

3.3 托盘扭力天平的四角误差调修

影响四角误差主要产生在一顺差、内差、前后角差的故障调修。

3.3.1 顺差的调整

原因分析:调整块的位置不合适, 调整全载灵敏度时没有兼顾-顺差的变化。调修方法。若将一对等重砝码分别放置在天平秤盘的左侧, 导致左秤盘方向下降, 而右秤盘方向上升时, 应该向上调整上杠杆的调整块, 向下调整下杠杆的调整块, 直至合格为止。

3.3.2 内外差的调整

原因分析:边钢带可能被垫片卡住, 边钢带板的宽度可能与钢带宽度不相符, 左右边钢带松紧不一致造成天平的内外差。调修方法。边钢带被垫片卡住, 可用改锥撬开垫片, 使钢带不被卡住为止。若钢带板与钢带的宽度不合适, 应先松开倒顺牙的螺母后, 再拆卸边钢带板, 用锉修磨较宽的边钢带板, 使其与另一边钢带板宽度一致时为止。也可以更换合适的边钢带板。

3.3.3 前后角差故障的调修

原因分析。运输或使用中的震动或碰撞, 造成边钢带板与中钢带板的平行度出现微小误差。调修方法。若在测前角误差时, 前或后角所在秤盘一侧下降, 说明前或后角的边钢带板与中钢带板距离偏大, 应调整距离大的边钢带板向中钢带板靠拢, 直至合格为止。

4 结论

综上所述, 在长期应用托盘扭力天平的过程中, 其难免会因为各种因素的影响, 而出现计量准度的下降, 要想保障托盘扭力天平的计量性能, 就需要采用合理的调修方式, 针对托盘扭力天平在实际的应用中可能出现的问题, 进行合理的调修, 从而保障天平计量的准确性, 保障其应用的实际效果。随着相关科学技术的发展以及调修手段的进步, 托盘扭力天平的计量精确度会得到进一步的保障, 其计量的性能也会得到有效的提高, 从而使得其应用的实际效果更加的理想。

参考文献

[1]高春冰.秤的计量特征和计量性能分析[J].黑龙江科技信息, 2011 (32) .

[2]李娜.天平的计量性能分析及故障处理[J].科技资讯, 2010 (32) .

[3]臧洪涛.关于天平的计量性能及故障处理的研究[J].黑龙江科技信息, 2011 (32) .

计量性能参数论文 第7篇

关键词：多孔孔板,流量传感器,计量性能,结构参数

多孔孔板流量传感器是在标准孔板基础上发展起来的节流装置,是一个对称的多孔圆盘。从文献[1 ~3]可以看出,该流量计具有比标准孔板更为出色的计量性能。多孔孔板的孔排列方式及孔板的厚度等几何参数决定了流量传感器的测量性能。笔者设计了6种口径( D =100mm、等效直径比 β =0. 6) 具有不同孔分布形式和厚度的多孔孔板。在流速范围为0. 5 ~ 7. 5m/s的工况下,利用仿真计算与实流实验相结合的方法对多孔孔板的几何结构对计量性能的影响进行了研究。

1多孔孔板流量传感器简介*

由射流理论可知,介质经过多孔孔板后形成多股受限性淹没射流,因此多股射流的研究成果对于研究多孔孔板流量传感器具有一定的指导意义。多股射流与单股射流的主要区别是孔间射流射出后在其相邻两股射流之间存在相互卷吸作用,这直接影响着流动的发生与发展过程,因此多股射流的流场比单股射流的流场要复杂很多。国内外学者通过理论分析、实验测量和数值模拟的方式对多股射流进行了研究,目前已经对流动特性和流动机理有了一定的认识。为了便于研究, 双股射流成为众多学者研究多股射流的基础。

由文献[4 ~8]可知,双股射流按其流动特性可分为会聚区和联合区,如图1所示。由于两股射流的卷吸和干扰,以致在两股射流的汇聚区内形成负压区,在该区内存在一对稳定的旋转方向相反的旋涡,旋涡的长度随着孔间间距的增大而增长［6］。在两股射流联合后下游附近速度由会聚区内的负值变为正值,预期存在一个点,在该点的速度为零,这个点称为自由滞点或混合点［4，5］,通过确定该点的位置可以反映出会聚区内旋涡的长度。射流的出射速度越大,对周围流体的卷吸作用越强烈,射流之间的旋涡也越强烈,因此多股射流流场中会有射流运动方向偏转的现象发生［8］。 笔者参考双股射流的流动特征对多孔孔板的流场进行了区域划分,如图2所示。

2多孔孔板流量传感器结构和参数定义

多孔孔板流量传感器的简化示意图如图3所示,其中d1为环形排列孔内缘与中心节流孔外缘之间的最小距离; d2为环形排列孔外缘与管壁之间的最小距离; D为多孔孔板流量传感器口径; D1为中心节流孔的直径; D2为环状排列孔的直径; D3为环状排列孔圆心所在圆的直径; l为环状排列孔中相邻孔边缘的最小距离; P1、P2为多孔孔板的安装定位标志,当位置P1与上/下游取压孔在一条直线上时为安装方式一,当位置P2与上/ 下游取压孔在一条直线上时为安装方式二; t为多孔孔板的厚度。

定义s为相对入射间距,其计算式为:

式中N———环状排列孔的个数。

3实验结果分析

为了分析多孔孔板结构参数对多孔孔板计量性能的影响,笔者设计了不同形式的实验样机( 图4) ,各样机的具体结构参数见表1。实流实验在两种孔板安装方式下进行,并且在同一流量范围内利用称重法检定装置对实验样机进行标定,实验结果见表2。在仿真计算中,按照实流实验方法利用SSTk-ω 湍流模型对实验样机进行仿真计算［9，10］,计算结果与实流实验结果的相对误差在5%以内。因此仿真计算结果可以对多孔孔板流量传感器实流实验结果进行合理分析。

3. 1 s对多孔孔板流量传感器安装位置的影响

结构参数s = l/D2。从表1、2的实验结果可以看出,当参数s较小时( s≤0. 34) ,在两种安装方式下测得的流出系数平均值的相对误差EC较小( EC≤0. 23%) ,说明多孔孔板流量传感器的安装位置变化对计量结果影响较小; 当参数s较大时( s≥0. 72) ,在两种安装方式下测得的流出系数平均值的相对误差EC较大( EC= 2. 35% ) ,说明多孔孔板流量传感器的安装位置变化对计量结果影响较大。

3.2 d2对多孔孔板流量传感器计量性能的影响

从实验结果可以看出:

a. 当参数s≤0. 34时,样机a、b、c、d、e的流出系数C随着参数d2的减小而增大;

b.当参数s(s=0.99)较大时(如样机f),d2=0.0425D,是所有样机中的最小值,但流出系数C也最小。

3. 3 d1对多孔孔板流量传感器性能的影响

当结构参数d1在较小的范围内( 0. 0450D≤ d1≤0. 0750D) 变化时,流出系数的线性度较好, 约为0. 5%,如样机a、b、c; 当d1( d1≥0. 1050D) 较大时( 如样机d、e、f) ,流出系数C的线性度在0. 8% 以上。笔者以具有相同厚度t的样机a、b、 d、e为例来分析上述实验结果。节流式流量传感器差压信号的稳定性主要是受节流件下游的旋涡影响,多孔孔板下游的旋涡主要由壁面旋涡区和射流间旋涡区组成。由仿真计算结果可知,当多孔孔板流量传感器的参数s≤0. 72时,壁面旋涡区与射流间旋涡区是相互独立的,因此经过环状排列孔的射流对壁面回流区的旋涡强度起主导作用。由实流实验结果可知,在相同流速下,样机a、b、d、e的流出系数随着结构参数d2的增大而减小,这表明壁面处旋涡强度随着结构参数d2的增大而增强,而线性度却随着参数d2的增大而提高。上述分析表明多孔孔板射流间的旋涡是影响线性度的主要因素。从图5中可以看出,经过样机a、b、d、e的环状排列孔射流与中心节流孔射流之间的自由滞点分别在距离孔板下游面12、17、 25、85mm位置处,其中样机d自由滞点几乎与取压位置重合,而样机e的自由滞点远离取压位置。 这说明环状排列孔射流与中心节流孔射流之间的旋涡的长度随着结构参数d1的增大而增长,与文献[6]的结论一致。当射流间旋涡区长度接近取压位置或者超出取压位置时,多孔孔板流出系数C的线性度较差; 当射流间旋涡的长度在离取压位置在一定距离范围内变化时,多孔孔板流出系数C的线性度几乎无变化。综上所述,结构参数d1是影响多孔孔板流量传感器流出系数线性度的主要因素。

3. 4厚度t对多孔孔板流量传感器计量性能的影响

样机b、c的厚度t不同,其中样机b的厚度t = 5mm,样机c的厚度t = 10mm,其他结构参数均相同。从实验结果可以看出,流出系数C随着厚度t的增加而增大。对样机b与c的实验结果分析如下: 图6为样机b、c在孔板下游P1取压位置处的速度曲线,图中区域Ⅰ为通过环状排列孔的速度剖面。分别表示样机b、c流向上的平均速度。从图中可以看出,区域Ⅰ中。由多股射流理论可知,经过样机c环状排列孔的射流对周围流体的卷吸作用较弱,因此壁面处旋涡强度较小,从而使流出系数C变大。

4结论

4. 1在不同安装方式下测得的流出系数平均值的相对误差EC的大小受环状排列孔之间的入射间距s影响。

4. 2流出系数C受环状排列孔入射间距s、结构参数d2和厚度影响,影响方式为: 当s较小时( s < 0. 72) ,流出系数C随着参数d2的减小而增大; 当s较大时( s =0. 99) ,流出系数C的大小不受参数d2的影响,其大小接近相同 β 值的标准孔板; 对于具有相同孔分布形式且 β 值相同的多孔孔板,流出系数C随着厚度t的增加而增大。

计量性能参数论文 第8篇

电力负荷管理终端能实时对大用户电能表电量、需量、电压、电流、功率、功率因数等进行抄录并传输到计量自动化系统主站。为了使终端和电能表之间能正常通讯,需要将电能表的参数(如表地址、波特率、停止位、奇偶校验、数据位等参数)正确设置到终端中。在计量运维工作中,计量装置的新装、更换、故障处理等都有更换电能表的需求,电能表的表地址是唯一的,因此一旦涉及电能表的更换,就需要在现场对终端进行新的参数设置。

目前,终端和电能表之间的参数设置是通过人工操作终端的按键进行的。由于所使用的电能表厂家众多,型号也各不相同,并且相当一部分厂家没有按照标准国际或国标规约执行,这就造成不同种类的电能表,除了表地址外,波特率、停止位等其他参数都有所不同。在进行人工操作时,操作人员需要将不同种类电能表的参数熟记在心,并逐项在终端软件界面进行设置,这就造成电能表和终端之间的参数设置存在耗时长、易出错等问题。加之目前的负荷管理终端按键不灵敏,从而大大增加了人工操作的难度。

1 系统总体设计

1.1 系统设计要求

随着计量自动化终端轮换工程的开展和专变客户新增数目的逐年增加,大批终端需要进行参数设置。运维工作的作业地点分散,要求本系统的配置必须方便携带。终端对应的不同电能表厂家、型号不一样,所需设置的参数也就不一样,因此要求本系统具有良好的兼容性,数据库覆盖全面。

1.2 系统结构设计

计量自动化终端测量点参数自匹配系统主要由手机APP、后台分析服务器、电能表、终端、蓝牙光电头组成。整个系统的操作流程:手机APP扫描电能表资产编号条形码,然后将资产编号发送至服务器,服务器根据资产编号搜索该测量点参数;手机APP将从服务器获取的测量点参数与蓝牙光电头所测量的波特率数据打包,通过已配对好的蓝牙光电头发送至终端,完成对终端的测量点参数设置。

本项目设计的计量自动化终端测量点参数自匹配系统拓扑图如图1所示。

1.3 系统服务器

服务器的作用是存储电能表的测量点参数数据库以及与手机进行通讯的程序。手机扫描所获取的电能表资产编号输入进电脑程序,程序在规格库中搜索出该电能表对应的测量点参数数据,并通过程序反馈给手机APP。

1.4 系统规格库

虽然不同电能表厂家、型号不一样,所需设置的参数也不一样,但只要从中找到一定的规律,即可大大缩小数据库的存储量。已知同一批次的电能表具有相同的停止位、奇偶校验、数据位和通讯协议,而且它们的资产编号在一个数据段中。因此,只要找到该资产编号所属号段区间,即可找到该批次电能表的测量点参数数据。规格库如表1所示。

2 硬件设计

2.1 蓝牙光电头

蓝牙光电头是本项目的重要装置。蓝牙光电头是一个集蓝牙通讯和红外线通讯于一体的装置,需通过蓝牙与手机进行匹配,利用蓝牙光电头发射的红外信号测量电能表的波特率,得到该电能表的波特率参数,并通过蓝牙反馈到手机APP中。待手机APP将服务器搜索的数据和蓝牙光电头测量的波特率数据打包后,通过蓝牙光电头的红外通讯将所有测量点参数数据全部写入要设置的终端中。

TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头是泰易新推出的一个光电头系列,具备蓝牙通讯功能,支持和PC、笔记本电脑、手持PDA设备进行蓝牙通讯。TP-BT-IEC设计为一件两用,除了蓝牙通讯功能以外,插上充电线后可以直接插在电脑/笔记本的USB端口上当作泰易USB光电头使用(仅需要提前为USB接口安装驱动),给用户带来了很大的方便。

TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头采用蓝牙V2.1通讯标准,电表侧符合IEC 62056-21标准,支持DLMS,可对兰吉尔、Elster、EDMI、爱托利以及各种国产电能表进行数据、参数读写。

TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头的主要参数如表2所示。

2.1.1 TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头的构成

(1)蓝牙光电头(主体部分)。(2)充电线缆和充电适配器(接入交流85~220 V,输出直流5 V)。(3)USB光盘。

2.1.2 TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头的三个状态

(1)待机状态:电源开启,电源指示灯LED亮绿色。(2)通讯状态:当蓝牙光电头进行数据传输时,通讯指示灯蓝色LED闪烁。(3)充电状态:当接入充电线进行充电时,电源指示灯LED亮红色,电量充足转变为绿色。

2.1.3 TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头的操作步骤

(1)打开电源开关,电源指示灯LED亮绿色。(2)进行蓝牙配对,配对码为1234。(3)配对成功后,在“设备和打印机—设备”可显示,右键点击设备,“属性—服务—蓝牙服务—选上串行端口”,生成虚拟串口号,通过此串口号即可进行数据通讯。(4)当通讯结束后应及时关闭电源开关,以避免消耗电池电量。

2.1.4 TP-BT-IEC蓝牙通讯光电头的电源和充电

(1)电源指示灯LED亮绿色代表上电状态,其亮度反映剩余电量。电量充足则亮度高,随着电池电量的消耗,绿色LED将逐渐变得黯淡和微弱。(2)绿色LED完全熄灭表示电池电量完全耗尽,必须再充电。(3)用充电线缆连接蓝牙光电头和电源适配器,或者连接其他USB电源。(4)在充电过程中,电源指示灯LED亮红色。(5)在内部充电管理控制之下,充电完成后电源指示灯LED亮绿色,这时候可以拔出电源插头停止充电。(6)内部充电管理不会对电池造成过充电,有效保护了电池寿命。注意:工作前应经常保持电池充满状态,以确保通讯稳定,不至于中断。

2.2 手机APP

手机APP为整个系统的核心部分,其应具有以下功能:(1)手机APP搜索并连接蓝牙光电头。(2)手机APP扫描电能表上的条形码,传输至服务器,获取电能表基本信息。(3)手机APP通过蓝牙连接蓝牙光电头,传输通讯协议;蓝牙光电头通过红外和电能表建立通信,测试并确定电能表的波特率等信息,数据通过蓝牙光电头返回手机APP。(4)手机APP将获取的电能表的有关资产信息、通信参数等传送到服务器,由服务器进行分析,并获取和电能表通信的完整参数(包括通信地址、波特率、通信协议、停止位、奇偶校验等),打包成参数配置包,准备下发给终端。(5)手机APP通过蓝牙光电头将打包好的参数配置传送给终端自动保存,实现对终端抄表参数的自动设置。

电能表提供资产编号条形码,为APP对服务器的数据匹配提供依据;后台分析服务器提供存储数据的空间以及数据打包转码的功能;蓝牙光电头用于匹配电能表的波特率;红外线发射装置用于对终端测量点参数进行自动写入。

3 程序

根据规格库建模,编写一个集接收、搜索、发送功能于一体的程序。当接收到手机发送的资产编号后,程序自动根据资产编号在规格库进行搜索,找出对应的测量点参数数据。等待蓝牙光电头测算出该电能表的波特率数据后,将两份数据合并并打包发送回手机APP。

4 结语

计量性能参数论文 第9篇

关键词：计量终端,参数配置,一键免接线设置

引言

计量终端和电能表从库房领出到现场安装前,需要在供电局内部先给其上电检查,需要通过寻找各种电源线或变压器给终端和电能表上电,如果电压等级是220V或57.7V,还需要寻找220V或57.7V变压器,进行各种接线,非常繁琐,而且不安全。计量终端安装前的上电检查包括外观检查、上电是否正常、终端主站通信参数设置、表计参数设置等。参数设置全部通过手工按键来进行配置,包括主站通信参数和测点参数,过程繁琐,而且容易出错。计量终端和电能表安装前,需要上电检查电表的通信配置,并根据其配置对终端进行测量点参数配置,整个过程全部通过手工来操作,而且需要寻找各种不同的工具,过程繁琐。作为电力系统计量管理部门,在完成上述工作时,往往缺乏完备的工具和手段,需要寻找各种辅助设备,而且需要完成各种接线,安全无法得到保障;且参数配置都是用手工配置,凭经验判断,或是通过肉眼观察,难免会出现差错。

如果能研发出一种既方便操作又简单直观的装置,既可以实现计量终端主站通信参数的一键配置,又可以自动检测电能表通信口配置,并自动校核计量终端的测量点参数,实现计量终端和电能表通讯参数一键配置,同时实现终端和电表免接线,即插即用即上电,将节省大量的人力物力,且能有效防止参数设置错误。那么,必将大大提高工作的效率和可靠性。

1. 一键免接线设置装置结构

1.1 系统及功能设计

本项目基于上述管理要求,开发出一套简易的多功能上电装置和一键配置方法,实现在一个装置上做到终端和电表放置即上电,不需要接任何的线路,并匹配各种电压等级;同时装置内置数据处理模块,可以对终端和电表进行通信检测和通讯参数一键配置,集两大功能为一体,并最终实现终端和电表通讯参数的一键配置。

基于专业的计量终端与电能表通讯参数一键免接线设置装置,可以配合数据处理模块,实现运维人员在终端和电表安装前,一键免接线参数配置实现以下功能:

功能包括:

自动上电装置,直接放置终端和电表,免接线直接上电;

一键校核终端与主站通讯参数;

一键检测电表参数,并一键实现计量终端与电能表通讯参数设置;

1.2 硬件模块设计

根据实际的应用的需求,设计标准化上电装置,两个表位,可同时放置计量终端和电能表,上电装置的接线模块可根据电能表及终端的不同进行更换,电压220、100V、57.7V可切换,三相三线和三相四线可通过开关切换,实现对终端和电表的免接线上电。上电装置内置通信处理模块,可实时对电能表进行参数检测,包括通信口配置检测,表号读取等。上电装置内置的通信处理模块直接和终端进行通信,对终端进行通信参数的一键配置,并将电表参数直接配置为测点参数,实现全过程免接线一键配置。

将一键配置装置使用有机板和电木作为基本材料进行制作,有机板表面将进行表面处理,去棱角,并雕刻处理,整体上美观大方,而且方便携带。

如下图1所示:

1.3 软件模块开发

软件模块主要处理电能表通信接口信息检测、实际通信测试、终端测点参数配置等内容,同时,还可以进行规约选择,通信口选择等配置信息选择,实现自动将电表通信接口信息写入终端,实现原来需要通过手工配置的信息,全部自动化写入。

具体规则和流程如下:

1)终端和电能表上电

根据终端和电能表的电压等级,进行实时上电,使计量自动化终端和电能表处于工作状态。

2)电能表通信口检测

按下一键配置按钮后,内部处理器将先对电能表的RS485接口进行检测,检测将通过轮询的方式进行,然后将电能表的通信口通信测试记下来,并进行一次抄读测试,直到确认参数无误后,把参数保存下来,用于后续配置使用。

3)计量自动化终端参数配置

通过检测电能表的通信参数配置信息后,内置处理器将进行终端参数配置,计量自动化终端参数配置有两块,一块是主站通信参数配置,另外一块是测点参数配置。主站通信参数使用标准化配置,珠海地区的主站参数都使用同一的参数,只需在软件内部设置完成即可。测点参数配置则使用上一步检测得来的电能表参数配置信息,直接写入测点一配置。

4)流程

通过对电能表进行通信口检测,得到100%正确的通信参数配置信息,并自动写入计量自动化终端,实现一键参数配置,且100%保证正确,是此设置最核心的价值。

操作流程如下:

2. 测试及应用分析

2.1 测试分析

2.1.1 软件测试分析

一键配置设备软件主要控制规约选择、参数检测、数据写入、参数检查等几个方面,通过现场软件操作测试,软件成功实现了以下几个功能:

A.规约通过开关正确选择

B.电能表通信参数检测

C.计量自动化终端参数配置

D.参数重复检查

通过现场对一键配置设备的软件测试,软件实现了目标的功能,达到了设计的目标,后期将通过优化设计,实现便捷式抄读,提高现场工作效率。

2.1.2 硬件测试分析

一键配置装置使用有机板和电木作为基本材料进行制作,有机板表面将进行表面处理,去棱角,并雕刻处理,整体上美观大方,而且方便携带。通过现场测试,硬件部分实现了电表RS485通信以及计量自动化终端红外通信口配置;并通过实际测试,一键配置成功率达99%以上,可以满足实际的作业需要,实现了设计的功能。

2.2 应用测试分析

本系统的技术难点:

1)本地免接线快速上电装置的研发,需要配合不同的电表和终端,而且历史版本较多,接线模块需要做成可更换的,配合不同的尺寸,模块化及接口标准工作较多

2)一键配置参数的通信规约较多,需要开发不同规约的参数配置方法,做成模板化,最终实现一键模板选择和配置。

3)同时实现对进口表的通信口检测和国产645表的通信口检测

本系统的创新点:

项目成果比对国内应用存在以下突出亮点:

1)本地免接线快速上电装置,模块化接线端子,可以适应所有类型的终端和电表,为国内首创。

2)一键配置所有的参数,避开人为因素产生的错误。

通过现场对计量自动化终端是实际配置,计量终端与电能表通讯参数一键免接线配置装置满足了现场配置的需求,极大提高了现场作业的效率,也提升了电能量数据的完整性,提升了用电管理水平。

3. 应用效果及建议

3.1 成本分析

本项目独立开发,研发成功后,计量管理部门可以用来对安装前的终端和电表进行参数配置,还可以用来做参数校核,实现真正的一键免接线参数配置,减少人为配置的差错率,大大提高工作效率,节省运维成本,在后期的项目推广过程中节约了大量的管理成本。

3.2 提升计量运维自动化应用水平

本项目开发出一套简易的多功能上电装置和一键配置方法,实现在一个装置上做到终端和电表放置即上电,不需要接任何的线路,并匹配各种电压等级;同时装置内置数据处理模块,可以对终端和电表进行通信检测和通讯参数一键配置,集两大功能为一体,并最终实现终端和电表通讯参数的一键配置。减少了人工反复操作的工作步骤,减低了因人为误操作导致的参数配置错误、配置不完整的隐患,提升数据准确性及计量自动化水平。

4. 结语

本项目研究了一种本简易的多功能上电装置和一键配置方法,实现在一个装置上做到终端和电表放置即上电,并最终实现终端和电表通讯参数的一键配置。减少了人工反复操作的工作步骤,减低了因人为误操作导致的参数配置错误、配置不完整的隐患,提升数据准确性及计量自动化水平。

计量终端与电能表通讯参数一键免接线设置装置项目研究,使珠海供电局计量运维班在计量自动化终端检测及配置方面,摆脱了原有的手工检测配置模式,真正实现了电子化、自动化、智能化配置,避免了人为的错误,同时提高了工作效率及智能化水平,更加完善了计量自动化运维体系,将运维人员从繁重的运维任务中解脱出来,提升了珠海供电局管理水平。

参考文献

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