隨著電網建設的逐步完善， 相應的電力配電裝置得到了迅猛的發展，電能表的準確度等級越來越高，對電能表現場校驗儀的要求也隨之提高，電能表現場校驗儀電能指標一般要求達到0.05 級，功能上要有諧波分析、錯誤接線判斷、向量圖顯示、更正系數計算等，另外所測數據要求被保存并能上傳到PC機供管理應用，還要求攜帶方便，體積小、功耗低，因此采用ARM和CP2102技術就能很好的滿足設計要求。

一、硬件原理

硬件由模擬輸入通道、采樣保持電路、A/D轉換器、CP2102數字信號處理器、ARM及其外圍器件組成。輸入通道中，三相電壓直接接入，經過精密電阻分壓取樣到A/D轉換器。電流采樣分為經內附精密互感器、鉗型互感器、500A鉗型互感器三種方式獲得以適應現場校驗的不同需求。

采集到的信號經16位串行A/D轉換將模擬信號變換為數字信號。由采樣保持器保證采樣的同步性，使每相電壓、電流同時采樣，zui后以串行方式輸入給數字信號處理CP2102。CP2102是數字信號處理器（Digital Singnal Processor）的簡稱，它對采樣信號進行高速運算、加工處理并將處理結果經總線傳送給中央處理器ARM。中央處理器ARM對CP2102處理結果進行后期處理，實現人機對話、數據存儲、功能切換等功能。顯示器采用640×480分辨率的26k真彩色大屏幕，背景色可調以適應不同環境。

二、功能的實現

儀器的設計指標為0.05級，主要由采樣電路和A/D來保證，算法也有很大的影響。該儀器采用非同步采樣，采樣頻率與被測信號不同步，會帶來附加誤差，利用軟件方法可以修正殘余誤差。參3經測試，基本電能誤差能夠滿足設計要求。由于ARM的高性能，結合電能表現場校驗的各種情況，儀器提供了豐富的擴展功能，主要有以下幾個方面。

1.儀器可以從上位機接收待校表信息，包括相線、常數、類型、互感器倍率、編號、變壓器容量等，校表時只用輸入編號即可調入全部信息進行校驗。校驗結果存儲時也可以包含以上信息并且具有校驗時間、誤差、測量時的電測量信息。可以手動或通過485得到被校表的峰谷平電量信息，包括正反向有功和正反向無功。存儲數量1000塊。

2.大屏幕液晶可以在校驗界面顯示三相電壓、電流、功率、頻率、功率因數，顯示電流檔位（基表、鉗表、500A鉗表）信息。可以顯示兩個誤差，如果是主表副表則顯示兩塊表的誤差，如果是多功能電能表則可以同時顯示有功、無功誤差。

3.能進行走字試驗，可進行電能累計，檢查電能表字輪的工作狀態。

4.能顯示相量圖和相位值，具備查接線功能（錯誤或正確的接線），直接計算錯誤接線情況下的更正系數，可及時追補損失的電量。

5.能夠測試計量裝置中低壓電流互感器CT的角差、比差、誤差。

6.具有諧波分析功能，顯示線路失真度、各次諧波含量、波形，還可以校驗基波表。

7.正是采用了ARM技術，才能使具有強大功能的電能表現場校驗儀體積小、功耗（現場校驗儀的重要指標）小、便于攜帶，它必將成為電能計量工作人員的有效設備。