电子式程控功率源和电子式标准表是电能表检定装置的两大核心部分，此外还有光电转换器以及计算机软件共四个部分在此作一一介绍。
1.电子式程控功率源
电子式程控功率源由信号源、功率放大器、控制电路和内部直流稳压电源四部分组成。
（1）信号源。其作用是产生多相正弦波，并实现输出电压、电流的频率、幅值、相位的调节。现在的电子式程控信号源几乎全部采用数字技术来实现低频正弦信号的发生，下面简要介绍其工作原理。
图7-3 正弦波形数字合成示意图
数字波形的合成：数字信号源波形合成的原理就是将一个周期的正弦波分解成许多点，然后将每个点的幅值量化成一个二进制数，存储于一个存储器中。当要合成波形时，就将这些二进制数按一个固定的频率fi，送入D/A 数模转换器中，在D/A输出端就会产生一个阶梯波。只要通过低通滤波器滤出高次谐波，就可获得一个完整的正弦波。图7-3是一个正弦波数字合成示意图，对于正弦时间函数sinωt，360°为一个周期，假定将一个周期16等分，则每等分为n=360°/16=22.5°，如果正弦波的幅值为±100，各点的量化值注于图中。合成后的波形如图中的阶梯波，由于等分为16点，所以最低次谐波为16次。
对于电能表的检定装置，通常要求输出的电压、电流波形在幅值和相位上有一定的调节细度。因此，数字信号源输出的正弦波的相位和幅值也要有一定的分辨率。一般根据相位调节的细度来确定分解的点数，当要求相位调节的细度为0.1°时，则正弦波的一个周期应分为3600个点，在存储器中也就应存储3600个二进制数。根据幅值调节的细度来确定每个点量化的二进制数的位数，也就是确定D/A转换器的位数。对于8位1/256，谐波含量较高，需要，而低通滤波器会产生附加相移；对于12位D/A，数据的分辨率为1/4096，可以不使用低通滤波器。
因此，如果正弦波一个周期内分解的点数和量化的二进制位数越多，合成的正弦波波形的谐波含量越少，但是要求存储器中二进制数的存储量就越大。
数字波形的移相。数字移相器主要由相位计数器、数字比较器和波形合成计数器等组成。每相正弦波波形是按一个个的周期合成的，当输出一个周期后，波形合成计数器就清零一次，以控制存储器重新从一个完整周期正弦波的二进制数开始向D/A转换器逐个输送。如果将两相正弦波波形合成计数器的清零时间错开，就可使合成的两相正弦波之间存在相位差。数字移相器就是根据上述原理完成相位调节的。其原理框图如图7-4所示，如果波形计数器每计数3600次合成一个正弦波形，若要实现移相，参考相A的波形计数器第3600个计数脉冲清零，B相计数器由第600个计数脉冲清零，即实现B相滞后A相波形60°的要求。由此看来，相位调节实质上就是控制两相正弦波合成时清零输出的时间间隔。
图7-4 数字移相原理框图
（2）功率放大电路。功率放大电路的作用是将信号源输出的信号放大，并通过升压器或升流器向负载提供确定的电压和电流。功率放大电路主要由功率放大器、稳幅电路和保护电路等组成。
（3）控制电路。控制电路一般采用计算机系统进行控制，主要包括显示电路、故障报警、软启停控制电路等。主要完成以下功能：输出软启停控制，输出电压、电流换挡控制，电压、电流试验点控制，频率控制，相位控制，试验点功率因数控制，输出频率、相位控制，内部音响控制，故障检测报警控制，操作键扫描控制，计算机间串行通信等。
（4）直流稳压电源。在电子式的检定装置中，电子电路都必须由直流稳压电源供给不同的电压，因此，直流稳压电源部分显得尤为重要。它通常是由三相或单相市电供电，经熔丝和交流接触器加到电源变压器的一次侧，采用△，Y接线，二次侧绕组较多，以提供多种电压输出，再经整流、稳压、滤波，得到稳定的直流电源。
2.电子式标准表
目前电能表检定装置的标准表多采用采样计算技术的多功能电能表，如图7-5所示。其基本工作原理是：电压、电流经高精度信号取样电路和高精度、高速度A/D转换器，对交流电压、电流信号的瞬时值进行测量，由于分别得到了电压、电流的瞬时值，故可方便地使用高速数字信号处理技术，通过快速傅立叶变换和其他科学算法对数字信号进行分析处理，按被测参数的定义可十分方便地计算出各相电压、电流的幅值、相位和相位差，各相有功、无功、视在功率和总有功、总无功、总视在功率、功率因数、频率等参数，还可计算出电压、电流各次谐波的含量和失真度。由于得到的所有参数均是数字量，故可利用软件校准技术对测量方法和硬件电路带来的误差进行校正。
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图7-5 采样计算式标准表原理框图
3.光电转换器
检定电能表时，需要采集电能表的电能信息，机械式电能表转盘累计转数和电子式电能表光脉冲的累计数代表测得的电能量。光电采样器就是采集转盘转数和光脉冲的专用工具。按其用途可分为反射式和接收式，按其固定方式可分为支架式、吸盘式、扣式和磁吸式等。
反射式光电头用于校验机械表，它有一个发光管和一个接收管，发光管的光线通过一个凸透镜聚焦，使焦点落到铝转盘边沿附近，铝转盘的光滑边沿将光线反射回来，通过接收管前的凸透镜聚焦后照到接收管。接收管可以是光电耦合三极管，也可以是光敏电阻。当光电头正对着转盘上的色标时，反射的光线明显减弱。根据接收管感受到的光线的强弱变化，可以将光脉冲变为电脉冲。其转盘只有一个色标，则转盘每旋转一周，产生一个电脉冲。
接收式光电头用于电子式电能表，它只有一个接收管，没有光源，对准电能表上的脉冲灯，直接接收光脉冲信号，然后变成电脉冲信号。
在进行机械式电能表的起动和潜动试验时，需要确认机械表是否已转了一圈，即首先需要找色标，这就是色标定位，俗称对色标或捕捉黑斑标志。色标定位方法：先给电能表通电，使转盘转起来，当用光电头检测到色标的前沿（或后沿）时，切断电源，转盘停止转动，色标暴露在正前方，以便下一步操作。切断电源的方式有切断电压和切断电流两种，前者称为电压对色标，后者称为电流对色标。
4.计算机及软件
在电子式电能表检定装置中，由于计算机的使用，各个表位的电能表常数往往可以不同，计算机可以根据输入不同表位的不同常数自动算出不同表位的设定脉冲数。电子式电能表检定装置已逐步成为智能设备，不但能够按照有关计量检定规程的要求自动检定全部项目、计算误差、进行数据修约和判定检定结论、打印检定证书和检定记录，而且能够和计算机网络连接，将检定数据上传，供电力营销信息系统查询和进行计量管理。现以北京北研兴电力仪表有限责任公司的BY103M—6三相电能表校验装置为例，说明其校表软件功能。
（1）装置的系统软件采用标准Windows 95/98图形中文界面，使系统操作面板软件化，系统软件提供的窗口、菜单、对话框等使操作简单灵活。系统软件主要功能包括：系统设置；电能表资产录入；内控误差设置；测试设置 （规程校验、选点校验、特殊点校验）；电能表误差测试；标准偏差测试；起动、潜动试验；测试结果自动化整、超差提示；数据库存储，并可对数据库数据分类、统计、查询、打印，实现计算机一体化管理。
电能表检定前，先进行参数设置。点击 “参数设置-＞电能表参数”，或点击
按钮，进入参数设置界面，如图7-6所示。
图7-6 三相电能表检验管理系统参数设置界面
（2）通过系统软件可以对（单）三相多功能电能表，进行国家检定规程要求的需量示值误差，日计时误差，常数校核，24h变差，影响量测试，组合误差，电压跌落测试。测试项目齐全，界面操作简单。见图7-7三相电能表检验管理系统测试界面，图上部菜单栏中是检测电能表的各项功能。
图7-7 三相电能表检验管理系统基本误差测试界面
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