DE19524551B4

DE19524551B4 - Elektrisches Energiemeßsystem, Elektrisches Energiemeßgerät sowie Verfahren zum Aufzeichnen von Kalibrierdaten

Info

Publication number: DE19524551B4
Application number: DE19524551A
Authority: DE
Inventors: Anthony Santo Cotroneo
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1995-07-09
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: US5495167A; ES2109880B1; ES2109880A1; TW335446B; KR100338972B1; DE19524551A1

Abstract

Verfahren zum Aufzeichnen von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemeßgerät, das einen nicht-flüchtigen Speicher enthält, umfassend die Schritte:
Messen der Meßgenauigkeit des elektrischen Energiemeßgeräts an einem ersten Kalenderdatum durch:
Testen des elektrischen Energiemeßgeräts mit einer ersten Energiemenge, um eine Messung der ersten Energiemenge zu erhalten, und
Erzeugen eines ersten Kalibrierparameters basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Energiemenge und der Messung der ersten Energiemenge,
Speichern des ersten Kalibrierparameters und des ersten Kalenderdatums in dem nicht-flüchtigen Speicher des elektrischen Energiemeßgeräts, dann
Messen der Meßgenauigkeit des elektrischen Energiemeßgeräts an einem zweiten Kalenderdatum nach dem ersten Kalenderdatum durch:
Testen des elektrischen Energiemeßgeräts mit einer zweiten Energiemenge, um eine Messung der zweiten Energiemenge zu erhalten, und
Erzeugen eines zweiten Kalibrierparameters basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten Energiemenge und der Messung der zweiten Energiemenge,
Speichern des zweiten Kalibrierparameters und des zweiten Kalenderdatums in dem nicht-flüchtigen Speicher des...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Energiemeßsysteme und -geräte sowie deren Kalibrierung.

Von elektrischen Energieversorgsunternehmen wird häufig durch staatliche oder örtliche Verordnungen oder durch Energiekunden gefordert, daß die Genauigkeit von elektrischen Energiemeßgeräten verifiziert wird, die auf diesem Gebiet (nachfolgend Feld genannt) betrieben werden. Um diese Erfordernisse zu befriedigen, erwachsen den Energieversorgungsunternehmen typischerweise Aufwendungen für ein anfängliches Testen der Genauigkeit jedes Meßgeräts (oder einer statistisch signifikanten Anzahl von Meßgeräten) nach dem Erhalt von einem Hersteller. Sobald die Meßgeräte im Einsatz sind, erwachsen den Energieversorgungsunternehmen Aufwendungen für das Testen der Genauigkeit jedes Meßgeräts, um dessen durchgehende Genauigkeit beginnend mit dem Installationsdatum zu verifizieren. Deshalb entsenden Energieversorgungsunternehmen periodisch geeignete Meßgerät-Testpersonen zu Meßgerätaufstellungsorten, insbesondere bei großen Energiekunden, um Messungen der Genauigkeit der Meßgeräte im Betrieb sowie gegebenenfalls Kalibriereinstellungen durchzuführen. Beispiele bekannter Meßgerät-Testvorrichtungen sind in den US-Patenten Nr. 4 271 390 (Canu) und 4 646 003 (Phillips et al.) beschrieben. Gelegentlich müssen Meßgeräte jedoch zum Zwecke der Kalibrierung vom Feld entfernt werden, und dies kann zu signifikanten zusätzlichen Ausgaben für die Energieversorgungsunternehmen führen. Sämtliche dieser Kosten spiegeln sich letztendlich in höheren Energiekosten für den Kunden wider.

Um Energie unter wirtschaftlichen Kosten zur Verfügung zu stellen und um die Qualitätskontrolle über Abrechnungsvorgänge aufrechtzuerhalten, haben Energieversorgungsunternehmen typischerweise betriebsinterne Computer-Datenbasen bzw. Datenbanken entwickelt, die die Wartungshistorie sämtlicher im Dienst befindlicher Meßgeräte abdecken. Derartige Datenbanken können Informationen einschließen, die durch die Meßgerät-Seriennummer und/oder den Hersteller- oder den Kundennamen usw. katalogisiert sind. Diese Wartungshistorien können als eine Form Rückmeldung für die Energieversorgungsunternehmen und die Meßgeräthersteller verwendet werden, um eine genaue Energiemessung sicherzustellen. Die Einrichtung und Pflege dieser Datenbanken erfordern jedoch zusätzliche Computer-Hardware, -Software und Personal für die Datenbanken, was kostenaufwendig sein kann.

Um die Qualitätskontrolle zu verbessern, und um Energie unter möglichst geringen Kosten liefern zu können, haben Energieversorgungsunternehmen damit begonnen, von den Meßgerätherstellern zu verlangen, daß sie nicht nur Meßgeräte mit einem hohen Genauigkeitsgrad liefern, sondern auch Meßgeräte, die leicht getestet und kalibriert werden können. Die Energieversorgungsunternehmen haben außerdem damit begonnen, zusätzliche Informationen betreffend die spezifische Genauigkeit jedes Meßgeräts vor dem Versand zu verlangen. Die Hersteller liefern diese Informationen zur Zeit in Form von Medien, wie beispielsweise Ausdrucken oder Floppy-Disks. Diese Informationen müssen jedoch häufig in ein Format gewandelt, das mit der Datenbank der Energieversorgungsunternehmen kompatibel ist, und/oder in die Datenbank erneut eingegeben werden. Dieser Vorgang kann zeitaufwendig und teuer sein.

Ungeachtet dieser Anstrengungen, die Meßgerätgenauigkeit sicherzustellen und genaue Abrechnungsvorgänge aufrechtzuer halten, besteht deshalb weiterhin ein Bedarf darin, eine effizientere und wirtschaftlichere Datenbank für Meßgerätinformationen und eine Einrichtung zum Verifizieren der Meßgerätgenauigkeit zur Verfügung zu stellen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein effizientes Verfahren zum Aufzeichnen von Meßgerätkalibrierdaten zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, um die automatisierte und papierlose Übertragung von Meßgerätkalibrierdaten von einem Meßgerät zu einer externen Datenbank zu erleichtern.

Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Messsystem zu schaffen, das eine effiziente Aufzeichnung und Auswertung von Meßgerätkalibrierdaten ermöglicht.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektrisches Energiemeßgerät zu schaffen, das eine effiziente und wirtschaftliche Datenbank zum Halten von Meßgerätkalibrierdaten aufweist.

Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch ein Verfahren zur Aufzeichnung von Kalibrierdaten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 7, durch ein elektrisches Energiemeßsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bzw. durch ein elektrisches Energiemeßgerät nach Patentanspruch 17 gelöst.

Das erfindungsgemäße elektrische Energiemeßgerät weist, kurz zusammengefasst, eine Meßeinrichtung zur Messung der von einer Energiequelle gelieferten und von einer Last verbrauch ten Energiemenge, eine Registriereinrichtung zur Aufzeichnung der Energiemenge, eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Energiemenge, einen nicht-flüchtigen Fabrikkalibrierspeicher und einen nicht-flüchtigen Feldkalibrierspeicher, die in der Registrierungseinrichtung vorgesehen sind. Der nicht-flüchtige Fabrikkalibrierspeicher enthält ein Fabrikkalibrierungsdatum und wenigstens einen fabrikinstallierten Kalibrierparameter, während der nicht-flüchtige Feldkalibrierspeicher ein erstes und ein unterschiedliches zweites Feldkalibrierdatum sowie einen ersten und zweiten feldprogrammierten Feldkalibrierparameter. Die Kalibrierparameter kennzeichnen jeweils einen Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem Fabrikkalibrierdatum vor der Installation im Feld bzw. an dem ersten bzw. zweiten Feldkalibrierdatum im Feld.

Das erfindungsgemäße elektrische Energiemeßsystem weist, kurz zusammengefasst, ein elektrisches Energiemeßgerät, einen nichtflüchtigen Fabrikkalibrierspeicher in dem Meßgerät, einen nichtflüchtigen Feldkalibrierspeicher in dem Meßgerät und eine auf eine Benutzerbetätigung ansprechende Einrichtung zum Programmieren des nicht-flüchtigen Fabrikkalibrierspeichers und des Feldkalibrierspeichers mit Kalibrierparametern auf. Das Energiemesssystem umfasst bevorzugt außerdem ein Meßgerätschutzgehäuse sowie eine Meßeinrichtung, eine Registriereinrichtung und eine Anzeigeeinrichtung in dem Gehäuse.

Entsprechend einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemessgerät wird, kurz gesagt, eine erste Kalibrierung an einem ersten Kalenderdatum und eine zweite Kalibrierung an einem anderen zweiten Kalenderdatum vorgenommen. Die Kalenderdaten und der jeweils zugehörige erste bzw. zweite Kalibrierparameter werden in einem nicht-flüchtigen Speicher des Energiemessgerätes abgespeichert. An einem weite ren dritten Kalenderdatum können die beiden gespeicherten Kalibrierparameter aus dem Speicher ausgelesen und zur Bildung einer Differenz zwischen diesen verwendet werden, um einen Trend zu bestimmen.

Entsprechend einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemessgerät werden, kurz gesagt, der gespeicherte erste und zweite Kalibrierparameter und das zugehörige erste bzw. zweite Kalenderdatum zu einem in Bezug auf das Meßgerät externen zweiten Speicher übertragen. Somit ist eine automatisierte und papierlose Übertragung von Messgerätkalibrierdaten von einem Meßgerät zu einer externen Datenbank ermöglicht.

Typischerweise umfassen die Kalibrierparameter Volllast-, Schwachlast- und Verzögerungskalibrierparameter. Diese Parameter werden periodisch erzeugt und während der Standzeit bzw. Lebensdauer des Meßgeräts derartig überwacht, daß ein Energieversorgungsunternehmen die Qualitätskontrolle über seine Abrechnungsvorgänge beibehalten kann, indem die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, daß ein Energiekunde aufgrund eines ungenauen Meßgeräts unter- oder überbelastet wird. Diese Parameter können in der Fabrik sowie während periodischer Tests des Meßgeräts im Betrieb (oder in einer Meßgerätewerkstatt) unter Volllast- und unter Schwachlast-Bedingungen erzeugt werden. Die Volllast- und Schwachlast-Testbedingungen basieren typischerweise auf speziellen Nenndaten des Meßgeräts.

Insbesondere arbeitet der nicht-flüchtige Feldkalibrierspeicher als eingebaute oder "persönliche" Datenbank mit Meßgerätkalibrierparametern und weiteren Daten für jedes jeweilige Meßgerät. Entsprechende Kalenderdaten und Zeiten für jeden der Feldtests können außerdem in benachbarten Adressen des Feldkalibrierspeichers derart aufbewahrt werden, daß eine chronologische Historie der Meßgerätgenauigkeit problemlos im Feld geladen und durch die Anzeigeeinrichtung des Meßgeräts, auf einem separaten von Hand gehaltenen Computer oder auf einem Energieversorgungs-Computersystem angezeigt werden kann.

Die chronologische Historie der Meßgerätgenauigkeit wird bevorzugt durch Messen der Meßgenauigkeit des Meßgeräts an einem ersten Kalenderdatum bei jeweiligen Voll- und Schwachlast-Pegeln erreicht, um erste Kalibrierparameter zu erhalten, woraufhin die ersten Kalibrierparameter in dem Feldkalibrierspeicher abgespeichert werden. Diese Schritte werden daraufhin an zweiten und darauffolgenden Kalenderdaten während der Standzeit des Meßgeräts wiederholt. Das Messen der Meßgenauigkeit des Meßgeräts zu dem ersten Kalenderdatum bei entweder einem Voll- oder Schwachlast-Pegel erfordert typischerweise ein Testen des Meßgeräts mit einer ersten vorbestimmten Energiemenge (z.B. 500 VA-Stunden), um eine Messung der ersten Menge (z.B. 500±ε VA-Stunden) zu erhalten, woraufhin ein erster Kalibrierparameter basierend auf einer Differenz (ε) zwischen der ersten Energiemenge und der Messung der ersten Energiemenge erzeugt wird. Der erste Kalibrierparameter kann als Prozentanteil (z.B. ± 1% oder ± 0,01) oder durch ein Verhältnis (z.B. 0,990 oder 1,01) oder eine andere mathematisch äquivalente Form ausgedrückt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Programmiereinrichtung durch einen tragbaren Computer zur Verfügung gestellt, der betriebsmäßig an die Registriereinrichtung des Meßgeräts durch eine Schnittstelleneinrichtung, wie beispielsweise eine serielle Datenverbindung, angeschlossen werden kann. Außerdem ist bevorzugt ein Kommunikationsanschluß (-port) an einer Seite des Meßgerätgehäuses vorgesehen, und die Schnittstelleneinrichtung ist betriebsmä ßig zwischen den Anschluß und die Registriereinrichtung geschaltet. Bei dieser Ausführungsform wird die Programmiereinrichtung verwendet, um mit dem Meßgerät zu kommunizieren und um den Feldkalibrierspeicher darin periodisch mit den Kalibrierparametern zu programmieren, basierend auf dem Im-Betrieb-Test des Meßgeräts im Feld. Die Programmiereinrichtung umfaßt bevorzugt eine Einrichtung zum Lesen der Kalibrierparameter aus dem Fabrikkalibrierspeicher und dem Feldkalibrierspeicher des Meßgeräts sowie eine Einrichtung zum Anzeigen dieser Parameter, beispielsweise durch Anzeigen einer Tendenz bzw. eines Trends oder einer Änderung der Meßgenauigkeit des Meßgeräts als Funktion der Zeit usw.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die vorstehend erläuterte Programmiereinrichtung in dem Meßgerät vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) zum Ausführen der Funktionen der Registriereinrichtung und der Programmiereinrichtung vorgesehen. Die Programmiereinrichtung umfaßt bevorzugt ein Tastenfeld an einer Seite des Meßgeräts (oder des Meßgerätgehäuses). Das Tastenfeld ist elektrisch an die anwendungsspezifische integrierte Schaltung angeschlossen.

Beide Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen demnach eine Einrichtung zum Überwachen einer an eine Last gelieferten Menge elektrischer Energie, eine Registriereinrichtung zum Aufzeichnen dieser Menge und zum Ausführen weiterer Meßgerätfunktionen, eine Einrichtung zum Anzeigen dieser Menge, einen nicht-flüchtigen Fabrikkalibrierspeicher und einen nicht-flüchtigen Feldkalibrierspeicher. Die Anzeigeeinrichtungen für die erste und zweite Ausführungsform können eine alphanumerische Anzeige an einem tragbaren Computer oder einer Seite oder Fläche des Meßgeräts umfassen.

Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es zeigen:
1 eine perspektivische Vorderansicht eines elektrischen Energiemeßsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ein schematisiertes elektrisches Schaltbild des Meßsystems von 1,
3 ein schematisiertes elektrisches Schaltbild eines elektrischen Energiemeßsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
4 ein Flußdiagramm mit Schritten entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform zur Aufzeichnung von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemeßgerät.
Bei der folgenden Beschreibung sind in sämtlichen Figuren gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
In den 1 und 2 ist ein elektrisches Energiemeßsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Meßsystem 10 umfaßt ein elektrisches Energiemeßgerät 20 mit einem Schutzgehäuse 22 (z.B. Glas) und einer Einrichtung 30 darin zum Messen einer Menge der von einer Last verbrauchten elektrischen Energie. Eine Registriereinrichtung 40, die elektrisch an die Meßeinrichtung 30 angeschlossen ist, ist ebenfalls zum Aufzeichnen der elektrischen Energiemenge vorgesehen. Ferner ist eine Anzeigeeinrichtung 50 zum Anzeigen dieser Menge vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Meßeinrichtung 30 bevorzugt eine elektrische Schaltung, die in Form einer oder mehrerer integrierter Schaltungen und/oder anderer elektrischer Bauteile ausgeführt ist. Die Meßeinrichtung 30 hat Eingänge zum Messen eines Netzstroms und einer Netzspannung von einer (nicht gezeigten) Netzleitung sowie Ausgänge zum Ausgeben von Wattstunden- und Varstundenimpulsfolgen (WATT, VAR) sowie zum Ausgeben weiterer benötigter (nicht gezeigter) Signale an die Registriereinrichtung 40. Die Anzeigeeinrichtung 50 umfaßt vorzugsweise eine alphanumerische Flüssigkristall-Mehrsegment-Anzeige (LCD) an einer Seite 24 des Meßgeräts 20, wie dargestellt. Die Flüssigkristallanzeige 50 kann ein alphanumerisches Sechs-Zeichen-Feld 52, ein numerisches Drei-Stellen-Feld 54 sowie Anzeige- bzw. Meldesegmente und Impuls- und Richtungsanzeigen (nicht gezeigt) umfassen.
Die Registriereinrichtung 40 ist vorzugsweise eine Halbleitereinrichtung und umfaßt eine integrierte Registrierschaltung 41, wie beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). Die Registriereinrichtung 40 umfaßt außerdem bevorzugt einen Datendirektzugriffsspeicher 45 und einen Code-Direktzugriffspeicher 46 (RAM) zur Datenspeicherung bzw. einen Programmspeicher. An der Seite 24 des Meßgeräts sind außerdem, wie gezeigt, Anzeige-, Rückstell- und Testschalter 47 bis 49 vorgesehen. Der Rücksetzschalter 48 kann betätigt werden, um das Meßgerät 20 zurückzussetzen und um das Meßgerät beispielsweise von einer exklusiven Leistungsanzeigebetriebsart in eine Benutzungszeit- und Leistungsanzeigebetriebsart umzuschalten. Eine Testbetriebsart kann außerdem derart initialisiert werden, daß das Meßgerät 20 hinsichtlich der Kalibrierung getestet werden kann. Die Testbetriebsart wird durch Niederdrücken des Testschalters 49 aktiviert. Während des Testbetriebs überträgt die Registriereinrichtung 40 sämtliche Berechnungs- bzw. Fakturierungsdaten zum Speicher für eine spätere Wiedergewinnung, nachdem der Kalibrierungstest beendet worden ist. Testdaten, die in der Testbetriebsart gesammelt worden sind, werden den Berechnungsdaten nicht hinzugefügt. Der Anzeigeschalter 47 kann wiederholt niedergedrückt werden, um alternative Anzeigen für die alternativen Betriebsarten und den Test usw. sequentiell zu ordnen oder durchlaufen zu lassen.
Der ASIC 41 enthält integrierte Schaltungen zum Ausführen von Mikroprozessor-Steuerfunktionen, Anzeigesteuerfunktionen, A/D-Wandlungsfunktionen, Funktionen des nicht-flüchtigen Speichers usw. Wie gezeigt, kann der ASIC 41 einen Mikroprozessorabschnitt 42, einen Nur-Lese-Speicher(ROM)abschnitt 43 und einen programmierbaren Nur-Lese-Speicher(PROM)abschnitt 44 umfassen.
Im einzelnen ist ein Fabrikkalibrierspeicher 44a in dem PROM 44 zum Aufnehmen einer Mehrzahl von fabrikinstallierten Kalibrierparametern vorgesehen, wie beispielsweise Schwachlast(L/L)-, Volllast(F/L)- und Verzögerungs- bzw. Nacheilkalibrierparametern (in den Figuren mit LAG bezeichnet). Daten, die der Meßgerätseriennummer, dem Herstellungsdatum und der Benutzer-ID (Identifizierung) entsprechen, können ebenfalls darin enthalten sein. Ein Feldkalibrierspeicher 44b ist in dem PROM 44 ebenfalls vorgesehen, um mehrere feldprogrammierte Kalibrierparameter aufzunehmen. Feldprogrammierte Kalibrierparameter enthalten außerdem typischerweise Schwachlast-, Volllast- und Verzögerungskalibrierparameter. Die Größe des Feldkalibrierspeichers 44b ist vorzugsweise so gewählt, um während einer Standzeit periodischen Feld- oder Meßwerkstattkalibriertests des Meßsystems, um seine Genauigkeit zu verifizieren, Rechnung zu tragen. Wie gezeigt, ist der PROM 44 vorzugsweise derart formatiert, daß Kalibrierparameter, die während aufein anderfolgender Feldtests erzeugt werden, in benachbarten Speicheradressen zusammen mit den entsprechenden Testdaten und der Testzeit aufgenommen werden können. Der nicht-flüchtige Feldkalibrierspeicher 44b arbeitet als eingebaute oder "persönliche" Datenbank für Meßgerät-Kalibrierparameter, Testdaten und weitere passende Daten, die verwendet werden können, um eine chronologische Historie der Meßgenauigkeit während der Standzeit eines Meßgeräts zu erstellen.
Eine Programmiereinrichtung 70, die auf eine Benutzerbetätigung anspricht, ist ebenfalls vorgesehen, um einen ersten Abschnitt des Feldkalibrierspeichers 44b mit (einem) ersten Kalibrierparameter(n) zu programmieren (z.B. L/L, F/L, LAG) sowie um einen zweiten Abschnitt des Feldkalibrierspeichers 44b mit (einem) zweiten Kalibrierparameter(n) zu programmieren. Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Programmiereinrichtung 70 einen tragbaren (z.B. von Hand gehaltenen) Computer 71 umfassen, der eine Anzeige 72, ein Tastenfeld 73 zum Eingeben von Daten in das Meßgerät 20 und eine optische/elektrische Datensonde 74 umfaßt. Die Programmiereinrichtung 70 ist betriebsmäßig durch eine Schnittstelleneinrichtung 60 an den ASIC 41 angeschlossen, wobei die Schnittstelleneinrichtung eine serielle Datenverbindung 61 oder einen HF-Sender/Empfänger (Transceiver) aufweisen kann, um Radiofrequenzsignale zu einer entfernten Quelle zu übertragen oder von dieser zu empfangen. Die Schnittstelleneinrichtung 60 kann außerdem einen Transceiver umfassen, um Informationsträgersignale zu einer Starkstromleitung zu übertragen oder von dieser zu empfangen.
Eine bevorzugte serielle Datenverbinung ist eine optische "OPTOCOM^TM"Leitung, die durch die General Electric Company, Meßgeräteabteilung, Somersworth, New Hampshire, gehalten wird, obwohl andere serielle Datenverbindungen ebenfalls verwendet werden können, wie beispielsweise ein Modulator/Demodulator"Modem" (der bzw. das an eine Telefonleitung oder ein Koaxialkabel angeschlossen ist). Ein Kommunikationsanschluß 62, wie beispielsweise ein optischer Kommunikationsanschluß, kann ebenfalls an einer Seite des Meßgerätgehäuses 22 vorgesehen sein. Die Schnittstelleneinrichtung 60 ist somit zwischen den Anschluß 62 und den ASIC 41 geschaltet. Die Programmiereinrichtung 70 wird verwendet, um mit dem Meßgerät 20 zu kommunizieren und den Feldkalibrierspeicher 44b darin periodisch mit aktualisierten Parametern auf der Grundlage von In-Service-Feld- oder Meßgerätwerkstatt-Tests des Meßgeräts zu programmieren. Die Programmiereinrichtung 70 umfaßt außerdem bevorzugt eine Einrichtung zum Lesen der Kalibrierparameter aus dem PROM 44 und zum Anzeigen dieser Parameter oder anderer daraus abgeleiteter Daten (z.B. Histogramme, Kurven, statistische Graphiken usw.) auf der Anzeige 72. Wie dem Fachmann bekannt, kann die Programmiereinrichtung 70 einen anwendungsspezifischen oder universellen Mikroprozessor zum Ausführen der vorstehend beschriebenen Funktionen umfassen.
Nunmehr wird anhand von 3 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Das in 3 gezeigte Meßsystem 10' ist ähnlich wie das System von 2. Das Meßgerät 20' umfaßt jedoch eine Programmierschaltung 76 in dem ASIC 41 und ein Tastenfeld 75 an der Seite 24 des Meßgeräts (oder an einer Fläche oder Seite des Gehäuses 22), das an den ASIC 41 elektrisch angeschlossen ist. Gemäß der zweiten Ausführungsform sind das Tastenfeld 75 und die Programmierschaltung 76 derart ausgelegt, daß sie die Funktionen des tragbaren von Hand gehaltenen Computers 71 und des Tastenfelds 73, wie in 2 gezeigt, durchführen. Der Anzeigeschalter 47 kann auch dazu betätigt werden, die normale Anzeige 50 in eine Anzeige zur Darstellung von Kalibrierparametern und verwandten Daten umzuschalten.
Anhand von 4 werden nunmehr die Schritte zum Aufzeichnen von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemeßgerät erläutert. Wie dargestellt, wird in Schritt 82 das elektrische Energiemeßgerät hergestellt, woraufhin der Fabrikkalibriertest durchgeführt wird, um die Genauigkeit des Meßgeräts vor der Versendung an einen Kunden in Schritt 84 zu prüfen. Durch den Test wird eine Mehrzahl von Fabrikkalibrierparametern in Schritt 86 erzeugt, und diese Parameter werden in Schritt 88 in dem Fabrikkalibrierspeicher 44a des Meßsystems gespeichert. Das entsprechende Datum und die Zeit des Fabrikkalibriertests werden ebenfalls bevorzugt in dem Meßsystem zusammen mit der Meßgerät-Seriennummer und der Kunden-Identifikationsnummer oder dem -namen gespeichert, was zweckmäßig sein kann, um das Meßgerät im Feld bzw. im Einsatzgebiet aufzuspüren.
Wie durch die Schritte 84–86 gezeigt, wird anfänglich ein Fabrikkalibriertest durch den Hersteller durchgeführt, um die Genauigkeit jedes Meßgeräts zu prüfen. Der Kalibriertest umfaßt typischerweise das Messen der Meßgenauigkeit des Meßgeräts in Bezug auf eine vorbestimmte Energiemenge sowohl auf der Schwach- wie Volllast-Ebene. Diese Messungen können daraufhin verwendet werden, um Fabrikkalibrierparameter zu gewinnen, beispielsweise Schwachlast-, Volllast- und Verzögerungskalibrierparameter unter Verwendung von Techniken, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise kann eine lichtemittierende Infrarot-Kalibrierdiode (LED) 55 verwendet werden, um den Kalibriertest des Meßgeräts zu erleichtern. Die LED strahlt unsichtbare Infrarotimpulse aus, wobei jeder Impuls eine durch das Meßgerät gemessene Energiemenge repräsentiert. Die Impulse können durch einen geeigneten Phototransistor oder eine ähnliche Aufnahmeeinrichtung erfasst werden, die an der Fläche des Meßgerätgehäuses 22 angebracht sein kann.
Wie durch den Schritt 90 dargestellt, wird das unter Test stehende Meßgerät daraufhin auf der Grundlage von einem oder mehreren Kalibrierparametern kalibriert. Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 bis 3 können zur Durchführung von Volllast(Verstärkungs)- und Leistungsfaktoreinstellungen ein einstellbarer Volllast-Widerstand 21 in der Ausführungsart mit der Möglichkeit einer einzigen Umdrehung, der einen maximalen Bereich von ungefähr 3% hat, und ein Leistungsfaktor-Einstellschalter 22, wie beispielsweise ein binär-kodierter 16-Positions-Schalter, verwendet werden.
Nachdem das Meßgerät in der Fabrik in Schritt 90 kalibriert worden ist, wird es zu dem Kunden des Energieversorgungsunternehmens versandt. Wie durch die Schritte 92–98 dargestellt, kann das Energieversorgungsunternehmen einen Vorinstallationstest des Meßgeräts durchführen, um seine Genauigkeit vor der Installation im Feld zu verifizieren, und daraufhin erforderlichenfalls das Meßgerät erneut kalibrieren. Die derart erhaltenen Vorinstallationskalibrierparameter können ebenfalls in dem Feldkalibrierspeicher 44b derart gespeichert werden, daß die chronologische Historie der Genauigkeit des Meßgeräts durch das Meßgerät aufbewahrt werden kann. Wie durch die Schritte 100–102 dargestellt, können die durch den Vorinstallationstest erhaltenen Kalibrierparameter auch zu einer Datenbank, wie beispielsweise einem zentralen Computer des Energieversorgungsunternehmens, übertragen werden. Statistische oder ähnliche Analysen der Parameter können ebenfalls in der Datenbank des Energieversorgungsunternehmens in Schritt 102 aufgezeichnet werden.
Wie in den Schritten 104–114 gezeigt, können die Schritte 92–102 während der Standdauer des Meßgeräts periodisch wiederholt werden, und das Meßgerät kann periodisch aktualisiert werden, um eine persönliche Historie sämtlicher Tests, die auf die Installation folgen, zu erhalten.

Claims

Verfahren zum Aufzeichnen von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemeßgerät, das einen nicht-flüchtigen Speicher enthält, umfassend die Schritte: Messen der Meßgenauigkeit des elektrischen Energiemeßgeräts an einem ersten Kalenderdatum durch: Testen des elektrischen Energiemeßgeräts mit einer ersten Energiemenge, um eine Messung der ersten Energiemenge zu erhalten, und Erzeugen eines ersten Kalibrierparameters basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Energiemenge und der Messung der ersten Energiemenge, Speichern des ersten Kalibrierparameters und des ersten Kalenderdatums in dem nicht-flüchtigen Speicher des elektrischen Energiemeßgeräts, dann Messen der Meßgenauigkeit des elektrischen Energiemeßgeräts an einem zweiten Kalenderdatum nach dem ersten Kalenderdatum durch: Testen des elektrischen Energiemeßgeräts mit einer zweiten Energiemenge, um eine Messung der zweiten Energiemenge zu erhalten, und Erzeugen eines zweiten Kalibrierparameters basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten Energiemenge und der Messung der zweiten Energiemenge, Speichern des zweiten Kalibrierparameters und des zweiten Kalenderdatums in dem nicht-flüchtigen Speicher des elektrischen Energiemeßgeräts, Lesen des gespeicherten ersten Kalibrierparameters, des gespeicherten ersten Kalenderdatums, des gespeicherten zweiten Kalibrierparameters und des gespeicherten zweiten Kalenderdatums aus dem nicht-flüchtigen Speicher an einem dritten Kalenderdatum nach dem ersten und dem zweiten Kalenderdatum und Bestimmung einer Differenz zwischen dem gelesenen ersten Kalibrierparameter und dem zweiten Kalibrierparameter.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfasst, daß eine Zeitdifferenz zwischen dem gelesenen ersten Kalenderdatum und dem gelesenen zweiten Kalenderdatum bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Meßgerät eine alphanumerische Anzeige aufweist und wobei der Bestimmungsschritt den Schritt aufweist, daß die Differenz auf der alphanumerischen Anzeige dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dem Schritt einer Bestimmung der Differenz zwischen dem gelesenen ersten Kalibrierparameter und dem gelesenen zweiten Kalibrierparameter der Schritt vorausgeht, daß der gelesene erste Kalibrierparameter und der gelesene zweite Kalibrierparameter zu einem von dem Meßgerät externen zweiten Speicher übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte aufweist: Kalibrieren des elektrischen Energiemeßgeräts an dem ersten Kalenderdatum basierend auf dem ersten Kalibrierparameter, und Kalibrieren des elektrischen Energiemeßgeräts an dem zweiten Kalenderdatum basierend auf dem zweiten Kalibrierparameter.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dem Schritt der Messung der Meßgenauigkeit des elektrischen Energiemeßsystems an dem ersten Kalenderdatum die folgenden Schritte vorausgehen: Testen des elektrischen Energiemeßgeräts vor der Installation im Feld mit wenigstens zwei ungleichen Energiemengen, um jeweilige Messungen der wenigstens zwei ungleichen Energiemengen zu erhalten, und Erzeugen wenigstens zweier Fabrikkalibrierparameter basierend auf den Differenzen zwischen den jeweiligen der wenigstens zwei ungleichen Energiemengen und der zugehörigen Messungen der wenigstens zwei ungleichen Energiemengen. Speichern der wenigstens zwei Fabrikkalibrierparameter in dem nicht-flüchtigen Speicher.
Verfahren zur Aufzeichnung von Kalibrierdaten in einem elektrischen Energiemeßgerät, das einen nicht-flüchtigen Speicher enthält, umfassend die Schritte Testen der Genauigkeit des Meßgeräts an einem ersten Kalenderdatum vor der Feldinstallation, indem das Meßsystem veranlasst wird, eine erste vorbestimmte Energiemenge zu messen, um einen ersten Messwert zu erhalten, und indem anschließend basierend auf einer Differenz zwischen der ersten vorbestimmten Energiemenge und dem ersten Messwert ein erster Kalibrierparameter bestimmt wird, Speichern des ersten Kalibrierparameters und des ersten Kalenderdatums in dem nicht-flüchtigen Speicher, daraufhin Testen der Genauigkeit des Meßgeräts an einem zweiten Kalenderdatum nach der Feldinstallation, indem das Meßsystem veranlasst wird, eine zweite vorbestimmte Energiemenge zu messen, um einen zweiten Messwert zu erhalten, und indem anschließend basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten vorbestimmten Energiemenge und dem zweiten Messwert ein zweiter Kalibrierparameter bestimmt wird, Speichern des zweiten Kalibrierparameters und des zweiten Kalenderdatums in dem nicht-flüchtigen Speicher, und Übertragen des ersten und des zweiten Kalibrierparameters sowie des ersten und des zweiten Kalenderdatums aus dem nichtflüchtigen Speicher zu einem in Bezug auf das Meßgerät externen zweiten Speicher.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Schritt zum Testen der Genauigkeit des Meßgeräts an einem ersten Kalenderdatum ein Schritt zum Speichern einer Meßsystem-Seriennummer sowie von Kunden-Identifikationsdaten in dem nicht-flüchtigen Speicher vorausgeht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Übertragungsschritt der Schritt folgt, wonach eine Differenz zwischen dem ersten Kalibrierparameter und dem zweiten Kalibrierparameter bestimmt wird.
Elektrisches Energiemeßsystem zur Aufzeichnung einer Menge einer elektrischen Energie, die längs einer Netzleitung von einer Energiequelle zu eine Last geliefert wird, das aufweist: ein Meßgerätgehäuse, eine Einrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet und dazu eingerichtet ist, elektrisch an die Netzleitung, die zwischen der elektrischen Energiequelle und der Last verläuft, angeschlossen zu werden, um eine Menge der von der elektrischen Energiequelle gelieferten und durch die Last verbrauchten elektrischen Energie zu messen, eine Registriereinrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet und elektrisch an die Meßeinrichtung angeschlossen ist, um die gemessene Menge der von der elektrischen Energiequelle gelieferten und durch die Last verbrauchten elektrischen Energie aufzuzeichen einen nicht-flüchtigen Fabrikkalibrierspeicher in der Registriereinrichtung zum Aufnehmen eines Fabrikkalibrierungsdatums und wenigstens eines fabrikinstallierten Kalibrierparameters, der einen Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem Fabrikkalibrierungsdatum vor der Installation im Feld widerspiegelt, einen nicht-flüchtigen Feldkalibrierspeicher in der Registriereinrichtung zum Aufnehmen eines ersten Feldkalibrierungsdatums und eines ersten feldprogrammierten Kalibrierparameters, der einen ersten Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem ersten Feldkalibrierungsdatum nach der Installation im Feld widerspiegelt, sowie zum Aufnehmen eines zweiten Feldkalibrierungsdatums, das sich von dem ersten Feldkalibrierungsdatum unterscheidet, und eines zweiten feldprogrammierten Kalibrierparameters, der einen zweiten Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem zweiten Feldkalibrierungsdatum widerspiegelt, eine auf eine Benutzerbetätigung ansprechende Einrichtung zur Programmierung eines ersten Abschnitts des Feldkalibrierspeichers mit dem ersten feldprogrammierten Kalibrierparameter und zur Programmierung eines zweiten Abschnitts des Feldkalibrierspeichers mit dem zweiten feldprogrammierten Kalibrierparameter, und eine elektrisch an die Registriereinrichtung angeschlosse ne Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Menge der durch die Last verbrauchten elektrischen Energie.
Meßsystem nach Anspruch 10, das ferner aufweist: einen Kommunikationsanschluß an einer Seite des Gehäuses, und eine Einrichtung in dem Gehäuse, die betriebsmäßig zwischen der Registriereinrichtung und dem Anschluß angeschlossen ist, um die Programmiereinrichtung über eine Schnittstelle mit der Registriereinrichtung zu verbinden, indem eine Übertragung des ersten und des zweiten feldprogrammierten Kalibrierparameters aus der Programmiereinrichtung zu der Registriereinrichtung zugelassen wird.
Meßsystem nach Anspruch 11, wobei die Programmiereinrichtung einen tragbaren Computer umfaßt und wobei die Schnittstelleneinrichtung eine serielle Datenverbindung aufweist.
Meßsystem nach Anspruch 10, wobei die Programmiereinrichtung eine Einrichtung aufweist, die in dem Gehäuse angeordnet ist auf eine Benutzerbetätigung an einer Seite desselben anspricht und die dazu eingerichtet ist, einen ersten Abschnitts des Feldkalibrierspeichers mit dem ersten feldpro grammierten Kalibrierparameter zu programmieren und eines zweiten Abschnitt des Feldkalibrierspeichers mit dem zweiten feldprogrammierten Kalibrierparameter zu programmieren.
Meßsystem nach Anspruch 13, wobei die Registriereinrichtung eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung umfaßt.
Meßsystem nach Anspruch 14, wobei die Programmeinrichtung ein Tastenfeld in dem Gehäuse umfaßt, das elektrisch an die anwendungsspezifische integrierte Schaltung angeschlossen ist.
Meßsystem nach Anspruch 10, wobei der Fabrikkalibrierspeicher eine Meßsystem-Seriennummer und ein Herstellungsdatum enthält.
Elektrisches Energiemeßgerät, enthaltend: eine Einrichtung, die elektrisch an eine zwischen einer elektrischen Energiequelle und einer Last verlaufende Netzleitung anschließbar und dazu eingerichtet ist, eine von der elektrischen Energiequelle gelieferte und durch die Last verbrauchte elektrischen Energiemenge zu messen, eine Registriereinrichtung, die zum Aufzeichnen der Energiemenge an die Meßeinrichtung elektrisch angeschlossen ist, eine Anzeigeeinrichtung, die zum Anzeigen der Energiemenge an die Registriereinrichtung elektrisch angeschlossen ist, einen nicht-flüchtigen Fabrikkalibrierspeicher in der Registriereinrichtung, der ein Fabrikkalibrierungsdatum und wenigstens einen fabrikinstallierten Kalibrierparameter enthält, der einen Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem Fabrikkalibrierungsdatum vor der Installation im Feld widerspiegelt, einen nicht-flüchtigen Feldkalibrierspeicher in der Registriereinrichtung, der ein erstes Feldkalibrierungsdatum, einen ersten feldprogrammierten Kalibrierparameter, der einen Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem ersten Feldkalibrierungsdatum nach der Installation im Feld widerspiegelt, ein zweites Feldkalibrierungsdatum, das sich von dem ersten Feldkalibrierungsdatum unterscheidet, und einen zweiten feldprogrammierten Kalibrierparameter enthält, der einen Fehler bei der Messung elektrischer Energie durch die Messeinrichtung an dem zweiten Feldkalibrierungsdatum widerspiegelt.