随着经济的高速发展，电网中非线性负载不断增加，导致电网信号严重畸变，现有的电能计量方法和仪表都不能准确、合理地计量畸变信号条件下的电能。解决这一问题，不仅需要合理的计量方法还需要相应的硬件电路和软件算法。目前国家并没有畸变信号条件下的电能计量标准，也没有供校对的标准计量仪器，为了验证畸变信号条件下电能计量方法的正确性，设计畸变信号下电能计量实验仪是非常必要的。本文建立了畸变信号条件下电网典型信号数学模型，在研究一种畸变信号条件下电能计量方法的基础上，选用片上ARM+DSP双核架构为核心处理器，设计了畸变信号条件下电能计量实验仪。在硬件方面，设计了模拟信号发生器、数据采集模块、主控单元模块、双核通信机制和人机界面交互模块，分别阐述了各个模块的设计原理和实现方法。在软件方面，分别设计了ARM与DSP的软件系统，搭建了针对异构双核系统的DVSDK软件开发环境，建立了Linux嵌入式系统、完成了数据采集模块与人机界面系统的软件设计。分析了小波变换分频带功率测量算法的原理，实现了畸变信号条件下电能计量算法的软件设计。通过DSPLINK软件机制完成双核间通信与数据交互。在实验仪开发平台上，对电网典型畸变信号进行了功率测量实验，实验结果验证了畸变信号条件下电能计量方法的正确性与小波变换分频带功率测量算法的实时性。这为深入研究畸变信号条件下电能计量装置提供一定的参考价值。