电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置及测试方法

摘要

本发明公开了一种电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置及测试方法，电能表检验装置、通信与显示装置、信号发生器、功率放大器和发射天线之间依次连接，主控制器与通信与显示装置连接。测试时，电能表检验装置给受试电能表提供工作所需的电压和电流信号并获得电能表误差值；信号发生器产生该试验标准要求的频率信号，该频率信号经功率放大器放大后发送给发射天线，由发射天线产生试验标准要求的均匀场；通信与显示装置按步骤分别与电能表检验装置和信号发生器进行通信，读取、记录并显示信号发生器中的频率信息和相对应的电能表检验装置中的电能表误差值信息。本发明可自动记录试验频率和相对应的电能表误差值，且使试验数据更全面、准确。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置。

背景技术

目前，公知的电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置是由电能表检验装置、信号发生器、功率放大器和发射天线组成的。试验时，电能表检验装置给受试电能表提供工作所需的电压和电流信号，并获得电能表误差值。信号发生器产生该试验标准要求的80MHz-2GHz频率信号，经功率放大器放大后，由发射天线产生试验标准要求的均匀场。但是，电能表标准要求在试验过程中要记录试验频率和相对应的电能表误差值。一般电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置不能自动记录这些数据，只能人工记录，严重影响工作效率。并且试验要连续观测、记录数据，由于人眼疲劳等因素，容易造成记录数据遗漏、错误。

发明内容

为了克服现有的电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置不能在试验过程中自动记录试验频率和相对应的电能表误差值的不足，本发明提供一种电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置，该装置不仅能进行电能表射频电磁场辐射抗扰度试验，而且在试验过程中能自动记录试验频率和相对应的电能表误差值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试装置包括电能表检验装置、信号发生器、功率放大器、发射天线、通信与显示装置和主控制器，所述电能表检验装置、通信与显示装置、信号发生器、功率放大器和发射天线之间依次连接，所述主控制器与通信与显示装置连接。

进一步地，本发明测试装置还包括控制操作装置，所述控制操作装置与主控制器连接。

进一步地，本发明测试装置还包括试验监测装置，所述试验监测装置与主控制器连接。

进一步地，本发明测试装置还包括历史数据查询装置，所述历史数据查询装置与主控制器连接。

进一步地，本发明测试装置还包括分析校验装置，所述分析校验装置与主控制器连接。

本发明电能表射频电磁场辐射抗扰度试验测试方法如下：

在电能表射频电磁场辐射抗扰度试验过程中，电能表检验装置给受试电能表提供工作所需的电压和电流信号并获得电能表误差值；

在电能表射频电磁场辐射抗扰度试验过程中，信号发生器产生该试验标准要求的频率信号，该频率信号经功率放大器放大后发送给发射天线，由发射天线产生试验标准要求的均匀场；

在电能表射频电磁场辐射抗扰度试验过程中，通信与显示装置按以下步骤分别与电能表检验装置和信号发生器进行通信，读取、记录并显示信号发生器中的频率信息和相对应的电能表检验装置中的电能表误差值信息：

步骤1：通信与显示装置在收到主控制器发出的读取数据的命令后，将读取电能表误差值数据和频率数据的命令分别写入通信与显示装置的相应的串口发送函数，然后通信与显示装置的相应的串口发送函数分别将上述读取电能表误差值数据和频率数据的命令对应地发送给电能表检验装置和信号发生器；

步骤2：通信与显示装置分别接收来自电能表检验装置和信号发生器返回的电能表误差值数据和频率数据直到一帧返回数据接收完全；

步骤3：通信与显示装置依据相应的数据规约提取并显示频率数据和电能表误差值数据；

步骤4：通信与显示装置将所提取的频率数据和电能表误差值数据存入数据库；然后等待下一次读取数据的命令。

进一步地，本发明控制操作装置将设置电能表检验装置各种参数的命令发送给主控制器，主控制器接收该命令并发给通信与显示装置，再由通信与显示装置将该命令发送给电能表检验装置。

进一步地，本发明试验监测装置将读取电能表检验装置各种参数的命令发送给主控制器，主控制器接收该命令并发给通信与显示装置，通信与显示装置从电能表检验装置读取相应数据并显示。

进一步地，本发明历史数据查询装置将查询历史试验数据的命令发送给主控制器，主控制器接收命令后到数据库读取相应数据并传给历史数据查询装置进行显示和存储。

进一步地，本发明分析校验装置将查询要进行分析校验的试验数据的命令发给主控制器，主控制器接收该命令后就到数据库中读取相应数据并传送给分析校验装置，由分析校验装置对读取的数据进行分析校验并对分析校验结果进行显示和存储。

本发明的工作原理是：通过主控制器定时发送读取数据命令，利用通信与显示装置，分别和电能表检验装置及信号发生器进行通信，接收返回数据，然后依据不同数据规约提取并显示频率数据和电能表误差值数据，并存入数据库，这些数据可供历史数据查询装置和分析校验装置调用。历史数据查询装置和分析校验装置实现对试验频率和相对应的电能表误差值等数据的记录、查询和分析校验处理；本发明测试装置还包括控制操作装置和试验监测装置，控制操作装置实现对电能表检验装置的控制；试验监测装置实现对电能表检验装置试验状态的监测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.利用通信与显示装置，分别和电能表检验装置及信号发生器进行通信，可以在进行电能表射频电磁场辐射抗扰度试验的同时，自动记录试验频率和相对应的电能表误差值。可以显著降低试验人员工作量，提高工作效率，并且记录的试验数据更加全面，更加准确。

2.本发明还包括主控制器、控制操作装置、试验监测装置、历史数据查询装置和分析校验装置，可以实现对试验过程的有效监测，对试验数据的查询和分析校验。

3.利用分析校验装置对试验结果进行分析，判断是否合格，可以显著降低试验人员工作量，提高试验结果判断工作的准确性和效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明测试装置的工作原理图。

图2是本发明测试装置的结构框图。

图3是本发明测试装置中通信与显示装置的工作原理框图。

图4是本发明测试装置中主控制器的工作原理框图。

图5是本发明测试装置中控制操作装置的工作原理框图。

图6是本发明测试装置中试验监测装置的工作原理框图。

图7是本发明测试装置中历史数据查询装置的工作原理框图。

图8是本发明测试装置中分析校验装置的工作原理框图。

图中，1.电能表检验装置，2.信号发生器，3.功率放大器，4.发射天线，5.电能表，6.通信与显示装置，7.主控制器，8.控制操作装置，9.试验监测装置，10.历史数据查询装置，11.分析校验装置，12.测试场地，13.电能表检验装置的电压端口，14.电能表检验装置的电流端口，15.电能表检验装置的脉冲端口，16.电能表的电压端口，17.电能表的电流端口，18.电能表的脉冲端口，19.电能表检验装置的通信端口，20.信号发生器的通信端口，21.信号发生器的输出端口，22.功率放大器的输入端口，23.功率放大器的输出端口，24.发射天线的输入端口。

具体实施方式

如图1所示，使用本发明装置进行电能表射频电磁场辐射抗扰度试验时，电能表检验装置1、通信与显示装置6、信号发生器2、功率放大器3和发射天线4之间依次连接；电能表检验装置1和电能表5相连；通信与显示装置6和主控制器7相连；主控制器7分别和控制操作装置8、试验监测装置9、历史数据查询装置10和分析校验装置11相连。测试场地12和试验台布置均按照国家标准要求进行。

如图2所示，电能表检验装置1的电压端口13、电流端口14、脉冲端口15分别和电能表5的电压端口16、电流端口17、脉冲端口18相连。信号发生器2的输出端口21和功率放大器3的输入端口22相连。功率放大器3的输出端口23和发射天线4的输入端口24相连。通信与显示模块6分别和电能表检验装置1的通信端口19、信号发生器2的通信端口20相连。通信与显示模块6与主控制器7连接，控制操作装置8、试验监测装置9、历史数据查询装置10和分析校验装置11分别与主控制器7连接。

电能表检验装置1可用浙江涵普电力科技有限公司的PTC-8320D型电能表检验装置；信号发生器2可用德国RS公司的SML03型信号发生器；功率放大器3可用美国AR公司的500W1000A型功率放大器；发射天线4可用德国RS公司的HL046E型天线；信号发生器2和功率放大器3可用德国RS公司的EMC32软件进行控制。

信号发生器2产生该试验标准要求的频率信号，其频率范围为80MHz-2GHz，频率信号经功率放大器3放大后发送给发射天线4，由发射天线4产生试验标准要求的均匀场，该均匀场场强幅值为10V/m或30V/m，该均匀场在规定的区域内75％的表面上场的幅值在标称值的-0db-+6db范围内。

在通信与显示装置6中，有两条相互独立的通信通路，分别用于和电能表检验装置1及信号发生器2的通信工作。读取数据流程都是先发送读取数据命令，然后接收返回数据，再根据数据规约提取并显示数据。如图3所示，通信与显示装置6工作时，首先接收到主控制器7发出的读取数据的命令，然后通信与显示装置6将读取电能表误差值数据的命令写入通信与显示装置6的其中一个串口发送函数，然后通过该串口发送函数将该读取数据命令发送给电能表检验装置1。通信与显示装置6将读取频率数据的命令写入通信与显示装置6的另一个串口发送函数，然后通过该串口发送函数将该读取数据命令发送给信号发生器2。在读取数据的命令发送结束后，通信与显示装置6等待电能表检验装置1和信号发生器2返回数据。当通信与显示装置6分别接收来自电能表检验装置1和信号发生器2返回的电能表误差值数据和频率数据直到一帧返回数据完全后，依据不同数据规约提取并显示频率数据和电能表误差值数据，并存入数据库。

串口发送函数在通信与显示装置6中，用于接收和发送读取数据的命令，接收和发送设置电能表检验装置1各种参数的命令。

通信与显示装置6接收返回数据时，判断最后一个字节是否是“Chr(10)”，如果是就表明一帧数据接收完全。

通信与显示装置6根据相应数据规约取出数据，流程如下：首先判断是否收到的是相应的数据，然后用相应的读取数据函数提取数据并进行显示。比如在读取频率数据的通信通路上，就首先判断是否收到的是频率数据，确认是就用读取频率数据函数提取频率数据并进行显示；确认不是就继续等待。

如图4所示，主控制器7启动后，首先进行系统初始化并更新各种参数，使用Microsoft Access软件建立数据库，数据库中包括公司名称、电能表名称、频率、测试次数、电能表误差和试验时间等参数。主控制器7内部有一个定时器，定时器时间间隔最快可以设置为1s。主控制器7的内部还有两个通信模块，分别负责向通信与显示装置6发送读取电能表误差值数据和读取频率数据的命令。当定时器工作时，主控制器7就定时调用负责发送读取电能表误差值数据的通信模块发出一条读取电能表误差值数据的命令，同时定时调用负责发送读取频率数据的通信模块发出一条读取频率数据的命令。

如图4所示，除了向通信与显示装置6发送读取电能表误差值数据和读取频率数据的命令外，主控制器7也接收控制操作装置8、试验监测装置9、历史数据查询装置10和分析校验装置11发来的相关命令，并根据具体命令的情况决定处理的形式，通过通信与显示装置6发送相应命令或者直接到数据库读取相应数据。

如图5所示，控制操作装置8通过通信与显示装置6和主控制器7，可以实现对电能表检验装置1的电压、电流和相位等输出信息的控制。首先控制操作装置8将设置电能表检验装置1的电压、电流、相位、表位及圈数等参数的命令发给主控制器7，然后主控制器7将这些命令发给通信与显示装置6，最后通信与显示装置6将这些命令发给电能表检验装置1，由此电能表检验装置1根据控制操作装置8的命令设定电压、电流、相位、表位及圈数等参数值，从而实现对电能表检验装置1的电压、电流、相位、表位及圈数等输出信息的有效控制。

如图6所示，试验监测装置9通过通信与显示装置6和主控制器7，读取电能表检验装置1输出的电压、电流和相位等信息进行监测，防止试验过程中出现输出信号不正常改变的情况，保护试验设备和受试电能表。首先试验监测装置9将读取电能表检验装置1电压、电流和相位参数的命令发给主控制器7，然后主控制器7将这些读取数据命令发给通信与显示装置6，最后通信与显示装置6将这些读取数据命令发给电能表检验装置1，在读取数据的命令发送结束后，通信与显示装置6等待返回数据。当通信与显示装置6接收一帧返回数据完全后，依据数据规约提取并显示相应的电能表检验装置1的各种参数的数据。

如图7所示，历史数据查询装置10通过主控制器7，可以实现对以前试验结果的查询。首先历史数据查询装置10将设置好的按照不同的关键词进行组合查询的命令发给主控制器7，主控制器7接收命令后就到数据库中读取相应数据并传给历史数据查询装置10进行显示和存储。历史数据保存的周期设置为1年，超过一年的历史数据将会被删除。

如图8所示，分析校验装置11通过主控制器7，可以实现对试验结果的分析校验。首先要查询进行分析校验的频率数据和相对应的电能表误差值数据，分析校验装置11将设置好的按照不同的关键词进行组合查询的命令发给主控制器7，主控制器7接收命令后就到数据库中读取相应数据并传给分析校验装置11，最后分析校验装置11对读取的数据按照不同的条件进行分析校验，并对分析校验结果进行显示和存储。

电能表5在做射频电磁场辐射抗扰度试验时，其误差改变量是有限制范围的，如果超出了这个范围，那么试验结果是不合格的。但这个过程需要人工计算每个频率点的误差改变量，人工判断是否合格，工作量很大，相当麻烦。分析校验装置11可以有效解决这个问题，通过设置误差改变量限制范围，将超出误差改变量限制范围的频率点和相对应的误差值以红色标示出来，并且可以单独列表显示，并存入相应的数据库，方便查询。