江西南昌市红谷滩新区第三方仪器校准机构*校验

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仪器检测服务有限公司.校准源齐全，拥有福禄克、惠普、安捷伦、菊水、新天等大批进口国产高端仪器，覆盖校准检测范围广。中心设有:力学、长度、衡器、电学、电磁、热工、几何量、轻工物性等*校准检测实验室。本校准与检测中心可对以上类别范围的各国仪器和相关产品进行校准和检测并出具国际认可的校准或检测报告。

本公司轻工产品检测中民拥有各类*检测仪器一百余台。产品检测范围为：对各种类成品鞋、鞋材、皮革、纺织、箱包、五金制品、包装、纸等轻工产品的物理性能进行检测。可为客户提供以上类别的产品进行检测和验货服务，并出具有效相关产品检测。

现场检测仪的电能计量准确性间接关系到电动汽车充电设施电能结算的公平公正，因此检测仪校准设备是维护其溯源体系的重要环节。目前，交流充电桩现场检测仪(以下简称“现场检测仪”)的研究尚处于起步阶段，产品没有统一标准，且校准效率低。本文提出一种TD3610现场检测仪自动校准系统，并对导线压降消除、谐波叠加等技术难点做了详细探讨，可有效校准现场检测仪，提升校准效率。

 一、校准系统设计

1.工作原理

TD3610现场检测仪校准系统(见图1)主要由交流电压源、电流源、电能误差计算模块、电能脉冲取样模块、误差显示模块和计算机自动校准软件等组成。

二、技术难点及解决方案

1.充电导线压降消除技术

本系统难点为充电导线压降消除技术。目前，市面上现场检测仪通常采用GB/T 20234.2-2015标准规定的交流充电连接装置，其电流测量和电压测量线路共高端连接，使得校准设备和检测仪之间的充电连接导线存在压降，须设置测试导线的补偿电阻以抑制压降干扰。同时，充电连接线缆压降受线缆长度、环境温度等因素影响，补偿电阻须根据实际条件设置，此方法难以实现检测仪的自动化校准。

针对此情况，本系统设计校准控制电路，如图3所示，以满足电压测量和电流测量的共高端连接和隔离控制，可实现输入电压端U_A、U_B、U_C和输入电流高端I_A+、I_B+、I_C+之间的连接与隔离，完成现场检测仪的“脱钩”校准。现场检测仪增加交流电压校准端口和控制电路，设计原理如图4所示。TD3610现场测试仪校准装置输出三相电压与三相电流至校准适配器，校准适配器控制电路实现其电流源输出I_A+、I_B+、I_C+和电压源输出U_A、U_B、U_C同高端的连接和隔离，现场检测仪通过内置控制电路实现电压测量端口L₁、L₂、L₃和电流测量电路I₁、I₂、I₃同高端连接和隔离状态的切换。设置校准装置和现场检测仪为隔离状态，电压源通过校准端子连接至现场检测仪的电压校准端口U₁、U₂、U₃，电流源通过充电连接线缆连接至现场检测仪的充电插座L₁、L₂、L₃，可实现校准电压和校准电流的隔离输出与测量，系统可有效消除充电导线压降对校准结果的影响，提升系统校准

2.谐波叠加及电能计量

谐波叠加及电能计量是校准系统另一个难点，即须在交流大电压源、电流源中叠加第2～40次高准确度交流谐波成分，且幅值、相位均可调，以模拟实际电网负荷进行检测仪谐波影响试验。设计的谐波叠加单元如图5所示。用户通过上位机设定好波形数据，如电压电流各次波形幅度、相位等基本参量，并通过MCU传递给FPGA，FPGA内置DDS模块，FPGA输出波形经DAC模块和功率放大进入被检现场检测仪。

谐波发生单元工作过程如下:

(1)操作人员通过上位机软件设定好电压和电流各次波形的幅值、相位等基本参量。

(2)微处理器接收到基本参量信息后，通过以下公式运算绘制电压波形U(t)和电流波形I(t)，并将信号传输给FPGA，对于叠加了特定纹波量的电能测量，在预设时间为t、共N个采样点的电能E如下:

U(t)=U₁sin(2πf₁t+φ₁)+...+U₄₀sin(2πf₄₀+φ₄₀)    (4)

I(t)=I₁sin(2πf₁t+φ₁)+...+I₄₀sin(2πf₄₀+φ₄₀)    (5)

E=N(U₁I₁cosφ₁+...+U₄₀I₄₀cosφ₄₀)    (6)

式中:U₁——基波电压幅值 ；I₁——基波电流幅值；f₁——基波频率；φ₁——基波相位角；U₂～U₄₀——第2～40次谐波电压幅值；I2 ～ I40——第2～40次谐波电流幅值；f₂～f₄₀——第2～40次谐波频率；φ₂～φ₄₀——第2～40次谐波相位角。

(3)FPGA将数字信号传输给DAC，再传输给功放输出U(t)和I(t)波形。

(4)FPGA对反馈测量的信号进行失真度补偿后，与设定值进行比对，再修正输出量值。

FPGA内置RAM实现可编程复杂波形输出，RAM采用乒乓操作设计，如图6所示，既在输出所需波形的同时可储存下次需要的波形，又能实现波形的定时或周期切换。

实验室地址

东莞部：广东省东莞市道滘镇厚德上梁洲工业区四横路7号

：江苏省苏州市昆山开发区昆嘉路379号

重庆世通：重庆市北碚区万宝大道184号3楼

各分部地址

西安世通：陕西省西安市高陵区融豪工业城中小企业创业示范园第11座

新乡世通：河南省新乡市红旗区互联网大厦606

晋江世通：福建省泉州市晋江市陈埭镇下埭双龙路新消防中队旁恒宇仪器

中山世通：广东省中山市东区起湾道65号亨丰商务中心6楼605室

惠州世通：广东省惠州市惠城区江北云山西路2号帝景国际商务中心B座2007号

常州世通：江苏省常州市武进区万达中心29楼15号

成都世通：四川省成都市龙泉驿区简华侨东路招商·依云上城二期

佛山世通：佛山市顺德大良清晖路新基孵化园四层D16室

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江苏淮安市金湖县第三方仪器计量机构*外校：