计数器寿命试验装置的研制

    1　前言

    有关部门曾对一批运行5年以上的电能表进行测试,其中80%为轻载超差,误差达到负20%左右。电能表轻载不稳定和使用一段时间后严重超负差,其主要原因是由于下支承(宝石轴承)和计数器等转动轴承磨损引起摩擦力矩变化所致。为此,国内电表行业在90年代末引进国外技术,采用由悬浮式磁推力轴承和具有自润滑的硬质石墨衬套组成的仪表轴承,改进工艺,生产出长寿命、亚长寿命电能表,但对电能表的寿命只有定性分析没有定量数据,而电能表的关键元件计数器的寿命直接影响电能表的寿命。

    电能表计数器寿命试验目前一般采用整表在电能表校验台上进行试验,这种校验设备存在结构复杂、体积大、不易操作、耗能多、成本高等缺点。

    本文介绍的计数器寿命试验装置克服上述缺点,结构简单、体积小、使用维修方便、耗能少、成本低、所测数据准确。

    2　仪器组成及工作原理

    2·1　仪器组成

    本课题所研制的计数器寿命试验装置由主机和处理系统控制器两部分组成,如图1所示。

    2·2　工作原理

    在图2中,左右两个转速试验机构完全相同。本装置可同时带动两只计数器做试验,将计数器分别安装在主机的中支板1上,使一个计数器的蜗轮与左侧转速试验机构的蜗杆2-1啮合,另一个计数器的蜗轮与右侧转速试验机构的蜗杆2-2啮合,电机4带动主皮带轮8,通过皮带7-1、7-2、带动被动皮轮6-1、6-2,从而带动测量轴3-1、3-2转动,粘接在测量轴上的蜗杆带动计数器工作,联结在测量轴下端的光电角度传感器5-1、5-2产生脉冲信号,其脉冲数与计数器旋转的圈数成正比。控制系统实时采集脉冲信号,进行数据处理,计算出计数器工作的时间,送入ⅠV、路显示器进行显示。

    3　处理系统控制器

    本处理系统控制器(以下简称控制器)主要由单片机、地址锁存器及程序存储器组成一个最小系统。用组合功能键输入相应的信息及工作状况,具有清零、暂停和断电自动保存数据信息功能。

    图3是控制器工作流程图。通电后,自动复位初始化,计算机判断工作状态,如果上次是断电停机,则将保存的信息调入,接续断电前工作状态继续运行,当需要重新开始工作,则单片机进入键盘输入扫描状态,两路显示器清零。通过组合功能键输入相应参数,按“运行”键,单片机结束键盘扫描,同时向电机控制驱动器发出启动信号,电动机启动,通过皮带传动,测量轴带动计数器工作,光电传感器将计数器的运转信号送入脉冲整形电路进行预处理后输入计算机。根据预置的信息参数,计算机对实时采集的脉冲信号进行数据处理分析后,送入Ⅰ路显示器与Ⅱ路显示器实时显示相应计数器的累计试验时间。掉电检测芯片时刻监视电源状况,当工作电压低于设定值时,控制器立即将测量信息及相应工作参数送入掉电数据保护区储存备份,以备来电时继续工作使用。