專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)抄表系統(tǒng)的核心設(shè)備數(shù)據(jù)采集器的檢測(cè)和驗(yàn)證，尤其是涉及一種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器。
背景技術(shù)：
基于脈沖采集技術(shù)的數(shù)據(jù)采集器作為自動(dòng)抄表系統(tǒng)的主要核心設(shè)備正在廣泛用于對(duì)戶(hù)用計(jì)量表進(jìn)行自動(dòng)抄表收費(fèi)管理，已逐漸成為抄表行業(yè)的主流。然而目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)同類(lèi)專(zhuān)用的可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表發(fā)出脈沖的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，致使無(wú)法驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有模擬測(cè)量技術(shù)的缺陷，提出一種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器。
本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決。
這種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，與基于脈沖采集技術(shù)的數(shù)據(jù)采集器相連接，包括MCU和分別與其連接的可顯示操作界面和各種參數(shù)的LCD顯示屏、用于設(shè)置和調(diào)整各種參數(shù)的鍵盤(pán)、用于輸入輸出數(shù)據(jù)的I/O口擴(kuò)展電路。
這種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的特點(diǎn)是設(shè)有包括用于切換兩種輸出阻值信號(hào)的快速光耦繼電器和提供兩種輸出阻值的電阻網(wǎng)絡(luò)的模擬脈沖發(fā)生電路，輸出模擬脈沖信號(hào)。
本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
還設(shè)有電磁兼容保護(hù)隔離電路，所述電磁兼容保護(hù)隔離電路設(shè)置在快速光耦繼電器輸出端與脈沖發(fā)生器輸出端之間，可對(duì)雷電、靜電以及群脈沖等暫態(tài)過(guò)電流有泄放作用，并可對(duì)過(guò)電壓起抑制作用，在進(jìn)行電磁兼容測(cè)試時(shí)，防止電磁干擾影響脈沖模擬發(fā)生器正常工作。
所述電磁兼容保護(hù)電路包括壓敏電阻RV、瞬態(tài)電壓抑制二極管常稱(chēng)為防雷管TVS、將瞬間過(guò)流進(jìn)行泄放的放電管TED和靜電保護(hù)器件PJLC。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是本發(fā)明可模擬住宅及工商業(yè)用戶(hù)脈沖遠(yuǎn)傳計(jì)量表信號(hào)，可連續(xù)定時(shí)或定量發(fā)出采樣周期及占空比不同的無(wú)源脈沖信號(hào)，還可模擬脈沖計(jì)量表斷路、短路等故障現(xiàn)象，以及模擬脈沖計(jì)量表在振動(dòng)、水錘等發(fā)出的干擾脈沖信號(hào)，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20866-2007《基于戶(hù)用脈沖計(jì)量表的數(shù)據(jù)采集器》中的測(cè)試要求?？稍趯?shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)數(shù)據(jù)采集器的計(jì)量性能進(jìn)行有效測(cè)試，解決了驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集器的計(jì)量準(zhǔn)確性問(wèn)題。


圖1是模擬脈沖發(fā)生器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是一路的模擬脈沖發(fā)生電路；
圖3是其中一路的電磁兼容保護(hù)電路；圖4是模擬脈沖發(fā)生器系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
本具體實(shí)施方式
最大可模擬輸出十六路脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸出信號(hào)有效脈沖寬度為80ms，周期有160ms、500ms、1s、5s四種選擇；可選擇定時(shí)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，可選擇1小時(shí)、5小時(shí)、10小時(shí)、24小時(shí)、實(shí)時(shí)發(fā)送五種選擇；可選擇500個(gè)、1000個(gè)、1萬(wàn)個(gè)、10萬(wàn)個(gè)、25萬(wàn)個(gè)。
可選擇在標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)中加入干擾脈沖信號(hào)。
可模擬脈沖計(jì)量表信號(hào)發(fā)出斷路、短路等故障現(xiàn)象；可選擇220VAC或24VDC供電方式；如圖2所示，模擬脈沖發(fā)生電路可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表，連續(xù)定時(shí)或定量發(fā)出周期及占空比不同的有效脈沖寬度為80ms的無(wú)源脈沖信號(hào)。
模擬脈沖發(fā)生電路具有帶故障判斷輸出功能，MCU根據(jù)設(shè)定參數(shù)，通過(guò)外部I/O口擴(kuò)展電路控制快速光耦繼電器的開(kāi)關(guān)，并根據(jù)設(shè)置控制快速光耦繼電器的通斷時(shí)間，控制快速光耦繼電器切換電阻，輸出兩種不同阻值的切換信號(hào)，以模擬脈沖表具的帶故障報(bào)警的脈沖輸出。當(dāng)SHORT1與PULSE1均為低電平、OPEN1為高電平時(shí)，模擬脈沖發(fā)生電路輸出阻值為24K的切換信號(hào)；當(dāng)SHORT1信號(hào)為低電平、OPEN1與PULSE1均為高電平時(shí)，模擬脈沖發(fā)生電路輸出阻值為2K的切換信號(hào)。同時(shí)MCU進(jìn)行計(jì)時(shí)或計(jì)量，當(dāng)計(jì)時(shí)值或計(jì)量值達(dá)到設(shè)定時(shí)，停止輸出。
所述模擬脈沖發(fā)生電路可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的線(xiàn)路短路、斷路等故障現(xiàn)象。模擬脈沖發(fā)生電路還具有不帶故障判斷輸出功能，MCU根據(jù)設(shè)定參數(shù)，通過(guò)外部I/O口擴(kuò)展電路控制快速光耦繼電器的開(kāi)關(guān)，并根據(jù)設(shè)置控制快速光耦繼電器的通斷時(shí)間，控制快速光耦繼電器切換斷、短路狀態(tài)，輸出斷、短路兩種信號(hào)，以模擬脈沖表具的無(wú)故障報(bào)警的脈沖輸出。當(dāng)SHORT1信號(hào)為高電平、OPEN1與PULSE1均為低電平時(shí)，模擬脈沖發(fā)生電路輸出電阻為零，輸出短路信號(hào)；當(dāng)SHORT1、OPEN1及PULSE1均為低電平時(shí)，模擬脈沖發(fā)生電路輸出電阻為無(wú)窮大，輸出斷路信號(hào)。同時(shí)MCU進(jìn)行計(jì)時(shí)或計(jì)量，當(dāng)計(jì)時(shí)值或計(jì)量值達(dá)到設(shè)定時(shí)，停止輸出。
所述模擬脈沖發(fā)生電路可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表在振動(dòng)、水錘等發(fā)出的干擾脈沖信號(hào)。MCU控制快速光耦繼電器發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，同時(shí)每100ms控制快速光耦繼電器切換，使輸出為與當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)脈沖電平相反的狀態(tài)，10ms后恢復(fù)為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)輸出。
所述干擾脈沖是根據(jù)脈沖計(jì)量表實(shí)際工作環(huán)境中由于振動(dòng)、水錘等原因指針發(fā)生抖動(dòng)時(shí)脈沖傳感器發(fā)出的一個(gè)干擾信號(hào)，定義為每100ms隨機(jī)產(chǎn)生的脈沖寬度為10ms的方波，其狀態(tài)與當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)脈沖電平相反，脈沖電平幅度與標(biāo)準(zhǔn)脈沖一致。
所述模擬脈沖發(fā)生電路可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器的在線(xiàn)測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)，脈沖模擬發(fā)生器輸出接口用連線(xiàn)接至數(shù)據(jù)采集器的輸入接口，打開(kāi)電源，并設(shè)定好相關(guān)參數(shù)后即可進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)量。
本具體實(shí)施方式
的脈沖模擬發(fā)生器共有16路相同的脈沖發(fā)生電路，可以模擬輸出16路互用脈沖計(jì)量表所發(fā)生的脈沖信號(hào)。
本具體實(shí)施方式
的脈沖模擬發(fā)生器在電源、輸出通道、外殼設(shè)計(jì)中還滿(mǎn)足電磁兼容要求，設(shè)有如圖3所示的包括壓敏電阻RV、保護(hù)用瞬態(tài)電壓吸收管TVS、放電管TED、靜電保護(hù)器件PJLC的電磁兼容保護(hù)隔離電路，設(shè)置在快速光耦繼電器輸出端與脈沖發(fā)生器輸出端之間，可對(duì)雷電，靜電以及群脈沖等暫態(tài)過(guò)電流有泄放作用，并可對(duì)過(guò)電壓起抑制作用，在進(jìn)行電磁兼容測(cè)試時(shí)，防止電磁干擾影響脈沖模擬發(fā)生器正常工作。
可達(dá)到防靜電、防雷擊浪涌、防群脈沖的效果，確保儀器在受到電磁干擾時(shí)正常工作。其中防雷擊浪涌的工作過(guò)程如下在沒(méi)有浪涌信號(hào)時(shí)，放電管TED、防雷管TVS、壓敏電阻RV都處于斷路狀態(tài)，不影響與之并聯(lián)的被保護(hù)電路。當(dāng)雷擊浪涌信號(hào)加入時(shí)，電壓超過(guò)壓敏電阻RV標(biāo)稱(chēng)值，流過(guò)壓敏電阻RV的電流激增，以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過(guò)電壓。隨著浪涌信號(hào)峰值的增加，當(dāng)瞬時(shí)電壓超過(guò)放電管TED斷態(tài)電壓時(shí)，放電管TED產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，一旦瞬間電流超過(guò)開(kāi)關(guān)電流，其電壓即降為導(dǎo)通電壓，大量的瞬間浪涌電流流過(guò)放電管TED1、TED2旁路至大地。雷擊浪涌信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離電阻R1、R2后，防雷管TVS經(jīng)受瞬態(tài)能量沖擊時(shí)能極快地將其兩端的阻抗降低，通過(guò)將能量吸收掉，從而把其兩端間的電壓箝制在標(biāo)稱(chēng)的信號(hào)電位，以保護(hù)后端元件。經(jīng)過(guò)多級(jí)保護(hù)，確保了信號(hào)的正常輸出。
模擬脈沖發(fā)生器系統(tǒng)的工作流程如圖4所示。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于上述說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，將本發(fā)明的基本思想和方法做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，與基于脈沖采集技術(shù)的數(shù)據(jù)采集器相連接，包括MCU和分別與其連接的可顯示操作界面和各種參數(shù)的LCD顯示屏、用于設(shè)置和調(diào)整各種參數(shù)的鍵盤(pán)、用于輸入輸出數(shù)據(jù)的I/O口擴(kuò)展電路，其特征是設(shè)有包括用于切換兩種輸出阻值信號(hào)的快速光耦繼電器和提供兩種輸出阻值的電阻網(wǎng)絡(luò)的模擬脈沖發(fā)生電路，輸出模擬脈沖信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，其特征是還設(shè)有電磁兼容保護(hù)隔離電路，所述電磁兼容保護(hù)隔離電路設(shè)置在快速光耦繼電器輸出端與脈沖發(fā)生器輸出端之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，其特征是所述電磁兼容保護(hù)電路包括壓敏電阻、保護(hù)用瞬態(tài)電壓抑制二極管、放電管、靜電保護(hù)器件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可模擬戶(hù)用脈沖計(jì)量表的標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，與基于脈沖采集技術(shù)的數(shù)據(jù)采集器相連接，包括MCU、LCD顯示屏、鍵盤(pán)、I/O口擴(kuò)展電路。設(shè)有包括用于切換兩種輸出阻值信號(hào)的快速光耦繼電器和提供兩種輸出阻值的電阻網(wǎng)絡(luò)的模擬脈沖發(fā)生電路，輸出模擬脈沖信號(hào)。本發(fā)明可模擬住宅及工商業(yè)用戶(hù)脈沖遠(yuǎn)傳計(jì)量表信號(hào)，可連續(xù)定時(shí)或定量發(fā)出采樣周期及占空比不同的無(wú)源脈沖信號(hào)，還可模擬脈沖計(jì)量表斷路、短路等故障現(xiàn)象，以及模擬脈沖計(jì)量表在振動(dòng)、水錘等發(fā)出的干擾脈沖信號(hào)，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20866－2007《基于戶(hù)用脈沖計(jì)量表的數(shù)據(jù)采集器》中的測(cè)試要求。可在實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下對(duì)數(shù)據(jù)采集器的計(jì)量性能進(jìn)行有效測(cè)試，解決了驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集器的計(jì)量準(zhǔn)確性問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01R29/02GK101082639SQ200710076298
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者宋崇全, 朱曉, 曾國(guó)清, 李春來(lái) 申請(qǐng)人:深圳漢光電子技術(shù)有限公司, 深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院