專利名稱：可配置的電量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電量計(jì)量，更具體地說涉及一種可配置的以便能工作在多種表計(jì)結(jié)構(gòu)和額定值的電量計(jì)。
由于由對(duì)在配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電氣用戶線(service)計(jì)量采集的數(shù)據(jù)是專為通知用戶使用的，采集的數(shù)據(jù)必須精確。為了保證精確度，在過去對(duì)于不同類型的電氣用戶線和負(fù)載范圍使用不同的表計(jì)結(jié)構(gòu)來計(jì)量能量消耗。具體地說，在公用事業(yè)的配電網(wǎng)中，有很多希望由公用事業(yè)單位希望計(jì)量的不同的用戶線和負(fù)載。每種類型的用戶線和負(fù)載可能需要具有特定“結(jié)構(gòu)”和“額定值”的表計(jì)。在本技術(shù)領(lǐng)域所用的術(shù)語“結(jié)構(gòu)”是指電氣用戶線的實(shí)際結(jié)構(gòu)，術(shù)語“額定值”是指電壓和電流范圍。
從一種應(yīng)用場(chǎng)合到另一種應(yīng)用場(chǎng)合，為了精確計(jì)量能量消耗所需的電量計(jì)的結(jié)構(gòu)和額定值可能有所不同。雖然，寬電流范圍和寬電壓范圍的表計(jì)降低了對(duì)于這些計(jì)量應(yīng)用場(chǎng)合所需的不同的表計(jì)類型，對(duì)于每一公用事業(yè)單位仍需要很多不同結(jié)構(gòu)和額定值的表計(jì)。
當(dāng)然，要求公用事業(yè)單位必須現(xiàn)有很多不同結(jié)構(gòu)和額定值的表計(jì)會(huì)導(dǎo)致增加與提供用電服務(wù)相關(guān)的費(fèi)用。特別是，不同結(jié)構(gòu)和額定值的表計(jì)通常以庫存的方式存放，使得當(dāng)鑒別一計(jì)量應(yīng)用場(chǎng)合需要特定的結(jié)構(gòu)和額定值的表計(jì)時(shí)，該表計(jì)易于購得和可以安裝。除了庫存費(fèi)用之外，必須對(duì)公用事業(yè)的人員進(jìn)行培訓(xùn)安裝每種不同結(jié)構(gòu)和額定值的表計(jì)。當(dāng)然，需要在安裝各種各樣類型的表計(jì)方面受過培訓(xùn)的熟練工人來安裝表計(jì)也是費(fèi)用較高的。
希望提供一種能夠使用在需要不同結(jié)構(gòu)和額定值的多個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)合的表計(jì)，以便于降低庫存和與計(jì)量各種各樣電氣用戶線相關(guān)的勞動(dòng)費(fèi)用。還希望提供這樣一種表計(jì)，其對(duì)進(jìn)行的能量消耗的精確度不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。
利用這樣一種電量表可以達(dá)到這些和其它目的。在一個(gè)實(shí)施例中，其包含一可配置的數(shù)字信號(hào)處理器，用以對(duì)于多種表計(jì)結(jié)構(gòu)類型和接線產(chǎn)生能量消耗測(cè)量值。更具體地說，在一個(gè)實(shí)施例中，該表計(jì)包含用于產(chǎn)生代表在負(fù)載處的電壓和電流的信號(hào)的電壓和電流傳感器和一連接到電壓和電流傳感器上的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。DSP包含一存儲(chǔ)器，與各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型相對(duì)應(yīng)的多個(gè)可選擇的指令組合存儲(chǔ)在DSP存儲(chǔ)器中。結(jié)構(gòu)類型包含表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)9和表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)16類型的結(jié)構(gòu)，該指令組合包含需執(zhí)行的處理步驟，以便確定對(duì)于各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型的線電壓和線電流。
表計(jì)還包含一微計(jì)算機(jī)，連接到DSP上，用于接收由DSP產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。微計(jì)算機(jī)可以向DSP發(fā)送選擇命令，以便控制選擇其中一個(gè)存儲(chǔ)在DSP存儲(chǔ)器中的指令組合。一光接口可以電連接到微計(jì)算機(jī)，微計(jì)算機(jī)其結(jié)構(gòu)構(gòu)成適于接收來自光接口的控制命令。微計(jì)算機(jī)利用控制命令來產(chǎn)生選擇命令。
當(dāng)制造上述表計(jì)時(shí)，在工廠選擇表計(jì)基體。正如在本技術(shù)領(lǐng)域中公知的，和以表計(jì)插座類型為例，該表計(jì)基體結(jié)構(gòu)可以與ANSI9S插座結(jié)構(gòu)或ANSI16S插座結(jié)構(gòu)相符合。關(guān)于底部連接式表計(jì)，表計(jì)基體可以與ANSI10A、48A或16A結(jié)構(gòu)相符合．根據(jù)表計(jì)基體結(jié)構(gòu)。DSP存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有對(duì)于該特定基體所有可能的應(yīng)用場(chǎng)合的指令組合。例如，基體與ANSI9S插座相符合的表計(jì)可具有在表計(jì)和供電線之間的3元件，2
元件、2元件或1元件接線。此外，對(duì)于各種數(shù)量元件中的每種，表計(jì)實(shí)際使用的特定電路取決于電氣用戶，例如ANSI9S結(jié)構(gòu)，3元件接線可以電連接到4W-Y結(jié)構(gòu)或4W-△結(jié)構(gòu)。對(duì)于各種表計(jì)結(jié)構(gòu)的所有指令組合存儲(chǔ)在DSPROM存儲(chǔ)器中，該指令組合包含對(duì)于特定的表計(jì)基體的每一種可能的應(yīng)用場(chǎng)合需執(zhí)行的處理步驟。在工廠對(duì)表計(jì)進(jìn)行預(yù)編程，使得能選擇由DSP執(zhí)行的處于該表計(jì)基體最通用的指令組合，然后將表計(jì)發(fā)往公用事業(yè)單位。
在公用事業(yè)單位，例如對(duì)于ANSI9S表計(jì)基座，工人可以將表計(jì)安裝在ANSI9S插座中。如果在表計(jì)和在那個(gè)特定安裝點(diǎn)的供電線之間的電氣接線與預(yù)編程的所選擇的指令組合相對(duì)應(yīng)，則工人不需要對(duì)適宜的安裝另外采取任何操作。如果該特定的安裝與預(yù)編程的所選擇指令組合不相對(duì)應(yīng)，工人則通過光接口向微計(jì)算機(jī)傳輸一選擇信號(hào)，選擇適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)指令組合。于是微計(jì)算機(jī)向DSP傳輸命令信號(hào)，指示DSP執(zhí)行與在安裝點(diǎn)處的電路相對(duì)應(yīng)的特定預(yù)輸入的指令組合。
按照上述表計(jì)結(jié)構(gòu)，不需要公用事業(yè)單位以庫存方式存放很多不同的表計(jì)，例如對(duì)于以插座為基體的應(yīng)用場(chǎng)合，僅需現(xiàn)有兩組表計(jì)．這些表計(jì)是準(zhǔn)備和易于配置的，使得在每次安裝時(shí)都實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量。


圖1是電能表的方塊圖。
圖2是表示圖1中所示數(shù)字信號(hào)處理器的方塊圖。
圖3是表示對(duì)于各種電氣用戶線的結(jié)構(gòu)、元件和使用方法的流程圖。
圖4a是一矩陣排列圖，表示對(duì)于在圖3中鑒別的各種結(jié)構(gòu)中的每種結(jié)構(gòu)利用數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行的處理步驟，圖4b和4c表示在圖4a中所示矩陣排列圖中涉及的各種表計(jì)結(jié)構(gòu)和標(biāo)記。
圖5是一流程圖，表示附加的計(jì)量應(yīng)用場(chǎng)合、數(shù)字信號(hào)處理器輸入信號(hào)，結(jié)構(gòu)以及由處理器執(zhí)行的處理步驟。
圖6a-i表示關(guān)于各種結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)合的電氣接線。
圖1是表示一示范性的電子電能表10的方塊圖，其例如是由GeneralElectric Company,130 Main Street Somersworth,N.H 03878可購得的，并且通常稱之為KV計(jì)。該KV計(jì)可以改進(jìn)成下文將更詳細(xì)地介紹的結(jié)構(gòu)形式。雖然，這里是從電子電量表的角度介紹本發(fā)明的裝置和方法的，但應(yīng)理解，本發(fā)明并不局限于利用任何一種特定的表計(jì)來實(shí)施。本發(fā)明可以結(jié)合其它以微計(jì)算機(jī)為主的表計(jì)加以利用。
下面具體參閱圖1，表計(jì)1包含電壓傳感器12和電流傳感器14。傳感器12和14在運(yùn)行中通常連接到向表計(jì)所在場(chǎng)所供電的電力線上。傳感器12和14連接到一模數(shù)(A/D)變換器16，其將輸入的模擬量的電壓和電流信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。變換器16的輸出提供到數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)18。DSP18向微計(jì)算機(jī)20提供數(shù)字化的計(jì)量量例如V2H、I2H。微計(jì)算機(jī)20利用由DSP18提供的計(jì)量量，進(jìn)行附加的計(jì)量運(yùn)算和執(zhí)行功能。DSP18例如可以是由Texas Instruments Company,P.0.Box6102,Mail Station 3244,Temple,TX76503的產(chǎn)品，TMS320處理器，通過改進(jìn)以便執(zhí)行計(jì)量功能。
微計(jì)算機(jī)20連接到一液晶顯示器22，以便控制各種選擇的計(jì)量量的顯示，以及連接到一光通信接口24，以便能夠使外部讀出裝置與計(jì)算機(jī)20通信聯(lián)系。接口24可以是公知的General Electric Company 130Main Street,Somersworth,N.H.03878生產(chǎn)的OPTOCOMTM接口，其與ANSI Ⅱ型先接口相匹配。微計(jì)算機(jī)20還可以產(chǎn)生用于各種其它功能的附加輸出26，這在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的。微計(jì)算機(jī)20例如可以是由Hitachi America,Inc.Semi conductor&I.C.Division,HitachiPlaza,2000 Sierra Point Parkway,Brisbane.CA 94005-1819可購得的8位微計(jì)算機(jī)，通過改進(jìn)以便執(zhí)行計(jì)量功能。
微計(jì)算機(jī)20還可以連接到一輸入/輸出板(I/O)28以及連接到一功能或高級(jí)功能板30上。DSP18還可以直接向高級(jí)功能板30提供輸出。微計(jì)算機(jī)20還經(jīng)過控制總線32連接到一可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)34.I/O板28和高級(jí)功能板30還經(jīng)總線32連接到EEPROM34。
利用連接到寬范圍的電源38上的電池36向上述表計(jì)各組成部分提供后備電源。當(dāng)不需要后備電源時(shí)在正常運(yùn)行中，由電源38經(jīng)過供電線向表計(jì)各組成部分供電。
在計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域會(huì)很好理解上述各組成部分可具有很多功能和改進(jìn)方案。本申請(qǐng)不是針對(duì)這類已理解和公知的功能和改進(jìn)。相反，本申請(qǐng)針對(duì)一些用以將表計(jì)構(gòu)成為一與下文更詳細(xì)介紹的很多不同計(jì)量應(yīng)用相兼容的表計(jì)的方法和裝置。此外，雖然下面按照結(jié)合圖1表示的硬件環(huán)境對(duì)該方法和裝置進(jìn)行介紹，但應(yīng)理解，這些方法和裝置并不局限于按照這樣的環(huán)境來實(shí)施。該主題方法和裝置可以按照很多其它環(huán)境來實(shí)施。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以利用很多另外的計(jì)算機(jī)來實(shí)施，不局限于僅結(jié)合微計(jì)算機(jī)20來實(shí)施。因此，這里所用的術(shù)語“微計(jì)算機(jī)”并不局限于指在本技術(shù)領(lǐng)域中稱之為微計(jì)算機(jī)的那些集成電路，而是廣義地涉及微計(jì)算機(jī)，處理器、微控制器、專用集成電路和其它可編程電路。
圖2是表示圖1中所示DSP18的方塊圖。DSP18包含一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)50，如所示的512字節(jié)RAM。關(guān)于DSP18的輸入包含來自A/D變換器16的樣本集，它們由變換器16向DSP18在所示特定結(jié)構(gòu)中按照每秒3900比特的速率傳輸。為了進(jìn)一步處理，樣本集至少暫時(shí)存儲(chǔ)在RAM50中。DSP18還包含一只讀存儲(chǔ)器(ROM)，以及一些指令(FL和PF)52、計(jì)量脈沖指令(Kt)54以及指令組合56和58都存儲(chǔ)在ROM中方塊56表示利用DSP18對(duì)于基波和諧波計(jì)算的V2、無功功率、I2、有功功率以及估算的中性線I2。方塊58表示利用DSP18對(duì)于60或50赫NB濾波器所計(jì)算的數(shù)值，僅對(duì)于基波的V2、無功功率、過零點(diǎn)(0.X)以及有功功率的計(jì)算數(shù)值。在ROM中還存儲(chǔ)有關(guān)于各種標(biāo)識(shí)位的設(shè)定值和各累積的數(shù)值60。
如上所述，DSP18的結(jié)構(gòu)構(gòu)成適于連接到微計(jì)算機(jī)20，這種連接是經(jīng)過串行輸入/輸出接口62進(jìn)行的．各種指令和數(shù)據(jù)在DSP18和微計(jì)算機(jī)20之間經(jīng)過接口62傳輸，這些指令和數(shù)據(jù)包含對(duì)于50赫和60赫運(yùn)行的調(diào)節(jié)值，檢定值、標(biāo)識(shí)位、計(jì)量常數(shù)(Kt)、測(cè)量值、選擇的采樣和計(jì)數(shù)值以及校核值．這些指令和數(shù)據(jù)至少暫時(shí)存儲(chǔ)在RAM50中并用于控制由DSP18進(jìn)行的處理．DSP18還包含一復(fù)位接口64，當(dāng)在復(fù)位接口64接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)，進(jìn)行各種檢測(cè)，包含ROM和模數(shù)變換器測(cè)試，在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的。
這里所介紹的DSP18是作為其中可以實(shí)施本發(fā)明的環(huán)境的一示范性實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以結(jié)合很多另外類型的處理器和按照其它表計(jì)結(jié)構(gòu)來實(shí)施。
通常，對(duì)于DSP18的工作，指令集包含要執(zhí)行的處理步驟，以便對(duì)各個(gè)表計(jì)結(jié)構(gòu)類型確定線電壓和線電流，這些指令集存儲(chǔ)在DSP存儲(chǔ)器或ROM中。微計(jì)算機(jī)20可控制地傳輸一選擇命令到DSP18，以便控制選擇在DSP存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的其中一個(gè)指令集。特別是，微計(jì)算機(jī)20配置成適于經(jīng)過光接口24接收控制命令，以及微計(jì)算機(jī)20利用控制命令來產(chǎn)生選擇命令。然后DSP18根據(jù)所選擇的指令集來處理由ADC16接收的數(shù)據(jù)和將計(jì)算的數(shù)值經(jīng)過串行I/O接口62提供到微計(jì)算機(jī)20，此外可對(duì)DSP18進(jìn)行編程，以便校準(zhǔn)由ADC16接收的樣本，以及這種校準(zhǔn)的采樣可以經(jīng)過DSP總線提供到其它表計(jì)電路．關(guān)于功能塊56和58，為計(jì)算例如無功功率和有功功率而由DSP18執(zhí)行的基本處理步驟取決于表計(jì)結(jié)構(gòu)和表計(jì)連接的電路。更確切地說，參照?qǐng)D3，表計(jì)結(jié)構(gòu)類型包含表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)9和表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)16類型的結(jié)構(gòu)，元件的數(shù)量可以是3、2、2

或1，以及有一些其中可以連接表計(jì)的電路結(jié)構(gòu)。表計(jì)結(jié)構(gòu)、元件和電路結(jié)構(gòu)都影響由DSP所接收的輸入和表計(jì)的工作．在圖3中表示根據(jù)ANSI標(biāo)準(zhǔn)的表計(jì)工作方法(MO)的各種標(biāo)志。
圖4a表示對(duì)于在圖3中鑒別的各種結(jié)構(gòu)和表計(jì)工作(MO1)的各種標(biāo)記中的每一種由DSP18執(zhí)行的步驟。在圖4a中表示的標(biāo)記對(duì)應(yīng)于在圖4b和4c中表示的表計(jì)基體結(jié)構(gòu)。具體說，圖4b是一種按結(jié)構(gòu)9S的表計(jì)基體，圖4C是一種按結(jié)構(gòu)16S的表計(jì)基體。每一個(gè)電壓是各電壓檢測(cè)片(blade)之間的電位差，它們?cè)趫D4b和4c中是按照實(shí)心矩形表示的。每一電壓檢測(cè)片被標(biāo)以一個(gè)數(shù)字，即0、1、2、3。如在圖4b和4c中所示每個(gè)電流是在兩個(gè)觸片之間的導(dǎo)電線路即按照各片之間的連線被檢測(cè)的。電流檢測(cè)片是按照以輪廓線表示的矩形表示的。每一電流按字母A、B或C標(biāo)注。某些插座型表計(jì)具有的觸片用于電壓檢測(cè)和電流檢測(cè)。這種情況表示在圖4b和4c中，一個(gè)觸片(例如上觸片)表示為電壓檢測(cè)觸片，其附近有數(shù)字(例如1、2或3)以及下觸片表示為電流檢測(cè)觸頭。
下面參照?qǐng)D4a、4b和4c，數(shù)值e0、e1、e2和e3代表由表計(jì)基體中的各個(gè)電壓檢測(cè)觸片得到的電壓信號(hào)數(shù)值并經(jīng)過ADC16提供到DSP18。數(shù)據(jù)eA、eB和eC是關(guān)于各線路的計(jì)算電壓值，以及數(shù)值iA、iB和iC是關(guān)于各線路的計(jì)算電流值。利用電壓值，根據(jù)如下公式可以計(jì)算瞬時(shí)功率。
PA=eAxiA，PB=eBxiBPC=eCxiC，和P總=PA+PB+PC如在圖3中所示，關(guān)于各種電壓和電流數(shù)值的每一數(shù)值的計(jì)算隨表計(jì)結(jié)構(gòu)和表計(jì)工況而變化。
圖5是更詳細(xì)地表示對(duì)于每種類型的表計(jì)用戶應(yīng)用場(chǎng)合的DSP處理步驟的流程圖。DSP實(shí)例#列是指一般標(biāo)記，其可以選定到每種表計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合。DSP實(shí)例#例如可以用于通過微計(jì)算機(jī)20向DSP18傳送特殊類型的需計(jì)量的用戶線，以便DSP18在計(jì)算各種計(jì)量量時(shí)執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟襟E。更具體地說，在一特定實(shí)施例中，DSP實(shí)例#按一結(jié)構(gòu)字(CFG-WRD)由微計(jì)算機(jī)20傳輸?shù)紻SP18。
表計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合列標(biāo)記需計(jì)量的特定電路，例如，對(duì)于DSP實(shí)例#0，該使用的特定表計(jì)是按3相3線△接線用戶中的2元件3線式表計(jì)。DSP輸入信號(hào)列標(biāo)記由ADC16提供到DSP18的信號(hào)。ANSI結(jié)構(gòu)列標(biāo)記與特定的用力線對(duì)應(yīng)的ANSI結(jié)構(gòu)。對(duì)稱列標(biāo)記是否存在對(duì)稱性(即是否確定運(yùn)算的視在功率)。
處理步驟列標(biāo)記利用DSP18進(jìn)行的處理，以便計(jì)算對(duì)于每一DSP實(shí)例#的各種計(jì)量量。對(duì)于每一實(shí)例在圖5中所示的執(zhí)行步驟是由頂?shù)降讓?shí)行的，以及根據(jù)校正的采樣進(jìn)行處理，以便將各種各樣結(jié)構(gòu)和用戶線轉(zhuǎn)換為虛擬的4線型結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于在圖5中所示的特定處理步驟，即對(duì)于相同的表計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合，根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法，也可以利用其它的處理步驟．例如，在圖5中所示和上面解釋的處理中，該處理的進(jìn)行是將各種各樣的結(jié)構(gòu)和用戶線轉(zhuǎn)換為假想的4線Y接線結(jié)構(gòu)。當(dāng)然在進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換時(shí)，某些相實(shí)際上是不存在的，是按假想的相處理的。另外，可以進(jìn)行處理，以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為某些其它假想的表計(jì)結(jié)構(gòu)。
圖6a-i表示對(duì)于各種結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)合的電氣接線．通常，利用本發(fā)明，兩個(gè)表計(jì)結(jié)構(gòu)就滿足所有需要3或更少表計(jì)元件的電氣用戶線。特別是，額定值為57-120伏以及120到480伏連續(xù)提供528V，最大575伏的類別20和類別22的表計(jì)，這種用戶要求可以僅用兩個(gè)表計(jì)結(jié)構(gòu)來滿足．此外，利用擴(kuò)展的類別320額定值的表計(jì)，可以直接計(jì)量高達(dá)320安的負(fù)載電流．利用帶有儀表互感器的結(jié)構(gòu)9S類別20的表計(jì)可以測(cè)量更大的負(fù)載和更高的電壓。
更具體地說，參照?qǐng)D6a-i，根據(jù)ANSI C12。10結(jié)構(gòu)標(biāo)記，介紹各結(jié)構(gòu)標(biāo)記．圖6a-c表示具有如下額定值Kh=21.6,Kt=4.5和CL320的自備式結(jié)構(gòu)16S表計(jì)基體．圖6a是二線式基體，圖6b是3線式基體，圖6c是4線式基體。圖6d-i表示具有如下額定值Kh=1.8,Kt=0.3和CL20的帶互感器額定值的結(jié)構(gòu)95表計(jì)基體。用標(biāo)記“CT”來標(biāo)注電流互感器，用標(biāo)記“VT”來標(biāo)注電壓互感器。在圖6d-f中表示的表計(jì)基體接線僅包含電流互感器(CT)，在圖69-i中表示的表計(jì)基體接線包含電流互感器(CT)和電壓互感器(VT)。
當(dāng)制造包含DSP18的上述表計(jì)時(shí)，在工廠選擇表計(jì)基體。正如在本技術(shù)領(lǐng)域中所公知的，例如以插座型表計(jì)為例，該表計(jì)基體結(jié)構(gòu)可以符合ANSI9S插座結(jié)構(gòu)或ANSI16S插座結(jié)構(gòu)。根據(jù)表計(jì)基體結(jié)構(gòu)，DSP存儲(chǔ)器則可存有對(duì)于該特定基體的所有可能的應(yīng)用場(chǎng)合的指令集。例如，其基體符合ANSI 9S插座的表計(jì)在表計(jì)和供電線之間可以具有3元件，2

元件、2元件或1元件．此外，對(duì)于各種數(shù)量元件其中的每一種，表計(jì)實(shí)際使用的特定電路取決于電氣用線，例如ANSI 9S結(jié)構(gòu)，3元件接線的可以電連接到4W-Y接線結(jié)構(gòu)或4W-△接線結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)在DSP存儲(chǔ)器中的指令集包含對(duì)于該特定表計(jì)基體的每一種可能的應(yīng)用場(chǎng)合要執(zhí)行的處理步驟。在工廠中對(duì)表計(jì)預(yù)編程，以便選擇對(duì)于表計(jì)基體最通用的指令組合由DSP執(zhí)行，然后將表計(jì)送交到公用事業(yè)單位。
在公用事業(yè)單位，例如對(duì)于ANSI9S結(jié)構(gòu)表計(jì)，工人可以將該表計(jì)安裝在任一ANSI9S插座中。如果在表計(jì)和特定安裝點(diǎn)處供電線之間的電氣接線與預(yù)編程的所選擇的指令集相對(duì)應(yīng)，則工人為了進(jìn)行恰當(dāng)?shù)陌惭b不需要作其它操作。如果特定的安裝不對(duì)應(yīng)于預(yù)編程的選定指令集，工人通過光接口向微計(jì)算機(jī)傳輸選擇信號(hào)，則可以選擇適當(dāng)?shù)闹噶罴?。微?jì)算機(jī)則向DSP傳輸命令信號(hào)、指示DSP執(zhí)行與在該安裝點(diǎn)處的電路相對(duì)應(yīng)的特定的預(yù)輸入指令集。
按照上述的表計(jì)結(jié)構(gòu)，并不要求公用事業(yè)單位庫存很多不同的表計(jì)，例如對(duì)于插座為基的應(yīng)用場(chǎng)合，現(xiàn)存僅需要兩組表計(jì)。這些表計(jì)是準(zhǔn)備和易于配置的，使得在每一安裝點(diǎn)能進(jìn)行精確的計(jì)量。
根據(jù)對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的上述介紹，很明顯達(dá)到了本發(fā)明的目的。雖然已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地說明介紹，應(yīng)清楚理解，僅意在于通過說明和舉例的方式介紹本發(fā)明，決不是意在限定。例如，規(guī)劃對(duì)于一特定的服務(wù)DSP可以自動(dòng)地調(diào)整結(jié)構(gòu)，而不是要求用戶選擇DSP實(shí)例編號(hào)。特別是，根據(jù)特定的用戶和使用預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，微計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)地確定需計(jì)量的服務(wù)的類型，然后指令DSP執(zhí)行適當(dāng)?shù)闹噶罱M合。例如，如將DSP實(shí)例#3選擇用于結(jié)構(gòu)45S、2元件三線表計(jì)，可計(jì)量幾種不同的用戶。通過控制的起始化，微計(jì)算機(jī)利用預(yù)編程的標(biāo)準(zhǔn)可以確定DSP實(shí)例#0是正確的實(shí)例編號(hào)，DSP將自動(dòng)地由微計(jì)算機(jī)指令執(zhí)行關(guān)于DSP實(shí)例#0的指令組合。因此，本發(fā)明的構(gòu)思和范圍是僅利用所提出的權(quán)利要求書中的權(quán)項(xiàng)限定的。
權(quán)利要求
1．一種電量表，用于測(cè)量負(fù)載的能量消耗，包含電壓和電流傳感器，用于產(chǎn)生代表在負(fù)載處的電壓和電流的信號(hào)；數(shù)字信號(hào)處理器，連接到所述電壓和電流傳感器，所述數(shù)字信號(hào)處理器包含其中存儲(chǔ)有多個(gè)與各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型相對(duì)應(yīng)的可選擇的指令集的存儲(chǔ)器。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電量表，其特征在于所述的表計(jì)還包含一連接到所述數(shù)字信號(hào)處理器上的微計(jì)算機(jī)，用于由該處理器接收數(shù)據(jù)，所述微處理器可以向所述數(shù)字信號(hào)處理器傳輸選擇命令，以便控制選擇其中一個(gè)存儲(chǔ)在所述數(shù)字信號(hào)處理器存儲(chǔ)器中的所述指令集。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的電量表，其特征在于還包含一可電連接到所述微計(jì)算機(jī)上的光接口，所述微計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成適于由所述光接口接收控制命令，和利用控制命令產(chǎn)生選擇命令。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電量表，其特征在于該結(jié)構(gòu)類型包含表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)9和表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)16類型的結(jié)構(gòu)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電量表，其特征在于，指令集包含要執(zhí)行的處理步驟，以便確定關(guān)于各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型的線電壓和線電流。
6．一種用于電量表的處理器，所述處理器包含一存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有與各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型相對(duì)應(yīng)的多個(gè)可選擇的指令集；以及處理單元，用于進(jìn)行能量消耗計(jì)算，所述處理單元配置用于執(zhí)行所選擇的其中一個(gè)所述的指令集，以便根據(jù)對(duì)應(yīng)的一種表計(jì)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行所述能量消耗的計(jì)算。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理器，其特征在于包含一輸入部分，其配置用于連接到一微計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)可以向所述數(shù)字信號(hào)處理器傳輸選擇命令，以便控制選擇在所述數(shù)字信號(hào)處理器存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的其中一個(gè)所述指令集。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理器，其特征在于該結(jié)構(gòu)類型包含表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)9和表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)16類型的結(jié)構(gòu)。
9．根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理器，其特征在于指令集包含要執(zhí)行的處理步驟，以便確定對(duì)于各種表計(jì)結(jié)構(gòu)類型的線電壓和線電流。
10．一種控制用于測(cè)量負(fù)載能量消耗的表計(jì)的方法，該表計(jì)包含用于產(chǎn)生代表在負(fù)載處的電流和電壓的信號(hào)的電壓和電流傳感器，和一連接到電壓和電流傳感器的數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器包含一其中存儲(chǔ)有多個(gè)與各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型相對(duì)應(yīng)的可選擇的指令集的存儲(chǔ)器，所述方法包含的步驟有選擇至少一個(gè)用以執(zhí)行的指令集；及執(zhí)行包含在所選擇的指令集中的指令。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于表計(jì)還包含一微計(jì)算機(jī)，其連接到數(shù)字信號(hào)處理器，用于從該處理器接收數(shù)據(jù)，微計(jì)算機(jī)可以向數(shù)字信號(hào)處理器傳輸選擇命令，以便控制選擇在數(shù)字信號(hào)處理器存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的其中一個(gè)指令集。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該表計(jì)還包含一電連接到微計(jì)算機(jī)上的光接口，微計(jì)算機(jī)被配置用于由光接口接收控制命令，和利用控制命令產(chǎn)生選擇命令。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于結(jié)構(gòu)類型包含表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)9和表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)16類型的結(jié)構(gòu)。
14．根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于指令集包含要處理的步驟以便對(duì)于各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型確定線電壓和線電流。
全文摘要
一種電量表,在一實(shí)施例中其包含一數(shù)字信號(hào)處理器,其結(jié)構(gòu)構(gòu)成適于為多種表計(jì)結(jié)構(gòu)類型和接線產(chǎn)生能量消耗測(cè)量值。在該實(shí)施例中,表計(jì)包含用于產(chǎn)生代表在負(fù)載處的電壓和電流的信號(hào)的電壓和電流檢測(cè)器和一連接到電壓和電流傳感器上的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。DSP包含一存儲(chǔ)器,在DSP存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)著與各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型相對(duì)應(yīng)的多個(gè)可選擇的指令集。該結(jié)構(gòu)類型包含表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)9和表計(jì)ANSI結(jié)構(gòu)16類型的結(jié)構(gòu),以及指令集包含要處理的步驟以便為各表計(jì)結(jié)構(gòu)類型確定線電壓和線電流。表計(jì)還包含一連接到DSP上的微計(jì)算機(jī),用以接收由DSP產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。微計(jì)算機(jī)可控制向DSP傳輸選擇的命令,以便控制選擇在DSP存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的其中一個(gè)指令組合。光接口可以電連接到微計(jì)算機(jī),微計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成適于由光接口接收控制命令,微計(jì)算機(jī)利用控制命令產(chǎn)生選擇命令。
文檔編號(hào)G01R21/00GK1226969SQ98800655
公開日1999年8月25日 申請(qǐng)日期1998年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月16日
發(fā)明者G·P·拉沃伊, D·D·埃爾莫爾, L·A·施米德特, D·F·布洛克, L·J·羅瑟瑙 申請(qǐng)人:通用電氣公司