国网新疆电力有限公司电力科学研究院 新疆乌鲁木齐 831400
摘要：本文分析了多功能智能电能表校准系统目的和意义，概述了国内外研究水平综述，并研究了多功能智能电能表校准系统理论和实践依据，以供参考。
关键字：多功能智能电能表校准系统
1、多功能智能电能表校准系统目的和意义
目前数字多用表、多功能标准源基本都带有程控接口（GPIB接口或RS232接口），而且程控功能的应用越来越广泛。但正常的手动检定并不能对接口部分的功能进行检查，此外，计量检定中的数据记录、处理、证书打印等要经过繁琐的步骤和较长的时间，不但测量的工效低，而且数据的准确性会受到一定的影响。应用该系统可对所有带数据接口的数字多用表进行检定或校准、数据打印、数据管理、系统维护等，人机对话非常简单、方便，测试速度快，省时省力，同时保证了量值传递的准确性，满足计量检定规程的要求。
该系统的提出在一定层面上使生产力水平又上了一个新的台阶。该项目的建立在一定程度上解放了劳动力，节约了劳动时间，使工作环境更加的人性化、和谐化。
2、国内外研究水平综述
2.1标准器
数字表结构简单、价格低、方便耐用、功能全面，在工业现场、装备系统中使用非常普遍。由于一般的数字表都包含经常使用的五个功能：直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、直流电阻，要完成对数字表的校准，如果使用单功能的校准器进行校准，校准系统会非常复杂，所以国内外一般都使用多功能校准器法进行校准。
目前在各省院所内多功能校准器使用最多的是美国FLUKE公司的产品，如FLUKE5700A和5720A。 FLUKE5700A和5720A都可以输出交直流电压至1100V，交直流电流至2.2A，模拟合成电阻至100MΩ，可以校准数字式、模拟式表、温度计（热电偶和热电阻）、手持式功率计、面板表、过程校准器、数据记录仪等。5700A凝聚了FLUKE公司在校准领域多年的专业经验和不断开拓的最新成果，5720A不但继承了5700A的所有优势，更提供了最好的精确性，是对世界电学传递标准的又一贡献。
2.2软件
自动校准系统软件的编制受编程语言和软件开发平台的影响很大，以前多用BASIC语言编写自动测试程序，对人员计算机专业水平要求高，软件开发周期长。近年来计算机语言有了很大发展，尤其是有了微软的WINDOWS视窗操作系统以来，出现了许多可视化的快速应用程序开发工具，如VC、VB、C++Builder和Labview、VEE、TestPoint等，其中Labview、VEE、TestPoint是侧重仪器控制的开发工具，更适于测试工程师编写自动测试程序。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
目前在仪器控制、测试领域，NI公司的LABVIEW编程软件开发平台使用最广，目前世界决大部分仪器厂商都提供LABVIEW驱动软件，为使用者提供了非常大的方便。
3、多功能智能电能表校准系统理论和实践依据
3.1系统的硬件组成
高精度数字多用表自动测试系统主要是由多功能标准源（如5720A型）、计算机、打印机、GPIB接口（IEEE488及RS232）以及相关软件组成，该系统可以快速准确地进行自动测试及数据处理。多功能标准源可以输出直流电压、直流电流、交流电压、交流电流和电阻的标准信号，检定及校准3位至8位的数字多用表，各功能的量程都与通用的数字多用表各功能的量程相对应。多功能标准源可以自行校准并保证输出数据的准确性和可靠性，其本身带有GPIB接口，为仪器的可程控性创造了条件。GPIB接口卡选用的是NI公司生产的GPIB-USB-HSIEEE488接口卡，该卡作为GPIB系统的控者，在测试系统中被广泛应用。
3.2工作原理
该系统通过计算机对可程控的5720A型多功能标准源和高精度的数字多用表进行程序控制，以实现对数字多用表的自动检测。计算机通过程序控制5720A型多功能标准源发出测量信号，该信号加到被检表的输入端，程序又命令被检多用表采集信号进行相应功能的测量，测量结果经GPIB接口送入计算机进行误差计算，并打印出测量结果和测量误差。
3.3可行性分析
该项目的主要目的是建立数字表自动校准系统，系统的硬件比较容易实现，目前市场上有各种各样的多功能校准器、计算机、GPIP卡、GPIB电缆，有经费的话可以非常方便地采购。比较复杂的是自动校准软件的编制。使计量校准人员能够快速建立各种目的的自动校准系统，推动计量行业自动化的普及。计算机语言的发展，为此奠定了基础。软件开发技术人员已基本掌握了这些程序开发工具，在多年校准工作中积累了丰富经验，了解许多厂家许多型号的数字仪器，对各种数字仪器的程控技术和校准技术有深入的了解，具备了较好技术条件。
3.4多功能电能表的校验系统
（一）、电子式多功能电能表对校验系统的新期望
几年来，一些校验系统生产厂家将有功电能误差测试+无功电能测量+部分复费率功能（校时+测频+需量+接口等）说成是符合电子式多功能电能表要求的校验系统，其实这没必要，而且与电子式多功能电能表的更重要的其他校验需求比较还有不少出入。
（二）、标准表能提供多种无功计量模式（标准表测无功的能力）并且均达到相应标准的准确度因为作 为被测表的多功能电能表可能用不同的模式测量无功，诸如移相相乘法，跨相乘法，开方法，微分法，积分法。这样，不致于引起原理性误差。要求标准表不仅能测量无功功率与无功电能，而且要求标准表能有几种不同的无功测量模式可供选择，并均能达到相应的“标准”等级的准确度。
（三）、应以公式明确标示出“无功测量模式”的定义或数学模型
标准表上应以公式，如式（1）到式（4）明确指示无功测量模式，不用未经严格定义的术语，诸如：“真无功”、“自然无功”、“人为无功”、“积分法”等。
不仅应能给出三相P、Q、PF指示，还要给出分相P、p、V，即指示，并能达到作为标准所需要的准确度。这里所指并非校验台的指示仪表或源所提供的一般指示功能，需要强调：这里必须由标准表提供，其准确度才足够高，才有效。
（四）、应能提供“自动校准（Auto-Cal）”功能能够测量有功／无功电能误差，甚至能多表位、多点 自动校验。这对传统的手工调试电能表的误差调整（校准）来说，也许就足够了。但对现代电子式多功能电能表而言，这只是为校准工作提供前提条件，并不意味着具有校准功能，未必就能顺利完成对被测表的校准。因为现代电子式多功能电能表是以自动校准（Auto-Cal，又称数字校准或软件校准）为重要标志之一。其优点是不仅高效（通过接口下个命令，在十数秒内同时完成十余只三相表的多参数校准），而且调整细度高生产重复性好，免除人为因素，保证质量，产品稳定性、可靠性高，而且操作简单，无需高等技工，可谓是”傻瓜”校准。应该说，使用Auto-Cal技术是仪表设计、仪表生产乃至仪表主芯片设计的方向，其应用不仅限于多功能电能表，即便在量大面广的单相表生产及研发中也大可能有可为。
4、结束语
综上所述，多功能智能电能表校准系统建成后，在信息量、采集量、数据处理及误差计算速度方面比原来手动操作体现出绝对的优势，从而节省了劳动时间，降低了劳动强度，使工作环境和条件更加人性化！
参考文献：
[1]富致超，江大川电子式多功能电度表自校准技术的探讨[]电测与仪表，2000（8）
论文作者:段志尚,周慧琼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/15
标签：多功能论文; 系统论文; 电能表论文; 测量论文; 标准论文; 功能论文; 接口论文; 《防护工程》2018年第16期论文;