專利名稱：電能表及其外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法與電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ設(shè)備，尤其涉及ー種電能表工作環(huán)境的檢測(cè)方法及電路。
背景技術(shù)：
電能表的電源和計(jì)量部分大多含有磁性材料，比較容易受到外部磁場(chǎng)的影響，一旦外部磁場(chǎng)達(dá)到一定的強(qiáng)度，將會(huì)導(dǎo)致磁飽和，致使電表的電源和/或計(jì)量部分不能正常工作，人為竊取電能的ー種常用手段就是給電能表施加外部強(qiáng)磁場(chǎng)以使電能表工作失常。為了應(yīng)對(duì)這種人為竊取電能的情形，越來越 多的電カ公司開始要求電能表具有磁場(chǎng)檢測(cè)的功能一旦電能表檢測(cè)到外部磁場(chǎng)，電能表將會(huì)按照預(yù)定的程序執(zhí)行事件記錄和/或電能懲罰等操作，以方便對(duì)人為竊電事件的取證與制裁。由于霍爾元件不僅可以可靠地檢測(cè)到外部磁場(chǎng)，還能比較容易地控制檢測(cè)外部磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可以有效地區(qū)分自然界的外部磁場(chǎng)和人為的竊電時(shí)采用強(qiáng)磁場(chǎng)，所以電能表中一般采用霍爾元件來檢測(cè)外部磁場(chǎng)的強(qiáng)度。一般地，霍爾元件除了電源供給端之外，還有ー檢測(cè)信號(hào)輸出端。在沒有檢測(cè)到外部磁場(chǎng)的情況下，或者說，外部磁場(chǎng)強(qiáng)度低于霍爾元件的設(shè)定閾值時(shí)，霍爾元件的輸出端通過外部上拉電阻，輸出為高電平；在檢測(cè)到外部磁場(chǎng)的情況下，或者說，外部磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到或者超過霍爾元件的設(shè)定閾值時(shí)，霍爾元件的輸出端給出低電平。將該霍爾元件的輸出端與電能表中的微處理器的一輸入端ロ相連，電能表就具有了通過霍爾元件輸出的電平高低來判斷是否有外部磁場(chǎng)的存在的檢測(cè)功能?；魻栐旧硎签`種半導(dǎo)體器件，在受到強(qiáng)靜電或其他強(qiáng)干擾的情況下，容易損壞。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)及電能表安裝現(xiàn)場(chǎng)的驗(yàn)證，霍爾元件在損壞后會(huì)出現(xiàn)輸出端與電源地短接的情況，從而導(dǎo)致在其輸出端始終給出低電平。這種情況會(huì)使微處理器誤認(rèn)為檢測(cè)到了外部磁場(chǎng)，而錯(cuò)誤地執(zhí)行事件記錄和/或電能懲罰等操作，致使電能表功能不可靠，在供電公司與電カ用戶之間引發(fā)不必要的爭(zhēng)端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法與電路，以有效地消除霍爾元件本身失效而引發(fā)的竊電情況誤判，從而提高電能表的可靠性。本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案包括，提出一種電能表的外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法，包括設(shè)置ー霍爾磁檢測(cè)單元和另ー磁檢測(cè)單元，并使該另ー磁檢測(cè)單元的檢測(cè)輸出與該霍爾磁檢測(cè)単元的檢測(cè)輸出構(gòu)成邏輯與，從而只在該另ー磁檢測(cè)単元與霍爾磁檢測(cè)単元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出外部磁場(chǎng)存在的檢測(cè)信號(hào)。該霍爾磁檢測(cè)単元判斷有效磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值遠(yuǎn)大于該另一磁檢測(cè)単元判斷有效磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值。該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端在該霍爾磁檢測(cè)単元處于有效狀態(tài)并檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)，并且該霍爾磁檢測(cè)單元的輸出端在該霍爾磁檢測(cè)單元處于失效狀態(tài)時(shí)會(huì)始終給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)；
該另ー磁檢測(cè)単元包括一磁開關(guān)，該磁開關(guān)的一端與該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測(cè)電路的輸出端，該磁開關(guān)只在檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)兩端連通。本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案還包括，提出一種電能表的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，包括一霍爾磁檢測(cè)單元和一磁開關(guān)単元，該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測(cè)電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)兩端連通，從而該檢測(cè)電路的輸出端只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)。該磁開關(guān)單元包括一磁開關(guān)，該磁開關(guān)只在外部磁場(chǎng)強(qiáng)度超過ー設(shè)定閾值時(shí)處·于閉合狀態(tài)。該霍爾磁檢測(cè)単元包括一霍爾元件，該霍爾元件在外部磁場(chǎng)強(qiáng)度超過ー設(shè)定閾值時(shí)給出有效電平的檢測(cè)信號(hào)，該霍爾元件在失效后會(huì)始終給出有效電平的檢測(cè)信號(hào)，該霍爾元件的設(shè)定閾值遠(yuǎn)大于該磁開關(guān)的設(shè)定閾值。該磁開關(guān)為干簧管。該檢測(cè)電路還包括一偏置単元，該偏置単元的一端與該檢測(cè)電路的輸出端，另ー端與一設(shè)定電平相連，以確保該檢測(cè)電路的輸出端在該磁開關(guān)單元沒有檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)是給出處于無效電平的檢測(cè)信號(hào)的。該偏置單元為ー電阻。進(jìn)ー步地，本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案還包括，提出一種電能表，其包括一微處理器和一如上所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路的輸出端與該微處理器的一輸入端ロ相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電能表及其外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法與電路，通過在霍爾磁檢測(cè)單元的輸出端串接一磁開關(guān)単元，可以消除霍爾磁檢測(cè)單元本身功能失效所導(dǎo)致的誤判為竊電行為的情況，提高電能表的可靠性。


圖I是本發(fā)明的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路實(shí)施例與電能表中的微處理器配合的電原理框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一歩地詳盡闡述。本發(fā)明的電能表的外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法，包括設(shè)置ー霍爾磁檢測(cè)單元，還包括設(shè)置一磁檢測(cè)単元，并使該磁檢測(cè)単元的檢測(cè)輸出與該霍爾磁檢測(cè)単元的檢測(cè)輸出構(gòu)成邏輯與，從而只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出外部磁場(chǎng)存在的檢測(cè)信號(hào)。該霍爾磁檢測(cè)単元判斷有效磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值遠(yuǎn)大于該磁檢測(cè)單元判斷有效磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值。該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端在該霍爾磁檢測(cè)単元處于有效狀態(tài)并檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)，并且該霍爾磁檢測(cè)單元的輸出端在該霍爾磁檢測(cè)單元處于失效狀態(tài)時(shí)會(huì)始終給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)；
該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測(cè)電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)兩端連通，從而該檢測(cè)電路的輸出端只在該磁開關(guān)単元與霍爾磁檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)。如圖I所示，本發(fā)明的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路I包括相互串接的一霍爾磁檢測(cè)單元11和ー磁開關(guān)單兀12,相對(duì)微處理器2的輸入端ロ而言,二者在邏輯上構(gòu)成與的關(guān)系。霍爾磁檢測(cè)單元11可以由ー霍爾元件及其外圍器件構(gòu)成，該霍爾元件至少包括兩個(gè)電源端口和ー輸出端ロ，其主要用于檢測(cè)外部磁場(chǎng)。磁開關(guān)単元12可以由ー干簧管組成，其主要用于防止霍爾元件失效后引起的誤判斷、誤動(dòng)作。
在該微處理器2的輸入端ロ不存在內(nèi)部上拉的情況，本發(fā)明的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路I還應(yīng)包括一偏置単元13，其由ー電阻實(shí)現(xiàn)，以確保檢測(cè)電路I的輸出端在磁開關(guān)単元12沒有檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)給出高電平。本發(fā)明的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路I具體工作原理如下
在外部無磁場(chǎng)的情況下，干簧管處于斷開狀態(tài)，微處理器2的輸入端ロ通過電阻上拉，維持為高電平，電能表認(rèn)為此時(shí)為無磁場(chǎng)狀態(tài)，這與實(shí)際情況一致；
在外部加了一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)后，由于干簧管是靈敏度非常高的磁開關(guān)(正因?yàn)槠涮舾?，并且不易調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值，所以不能只采用干簧管進(jìn)行外部磁場(chǎng)檢測(cè))，干簧管會(huì)先進(jìn)入導(dǎo)通，待到磁場(chǎng)增大到更高的門檻，霍爾元件也會(huì)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在，其輸出變成有效電平低電平，微處理器2的輸入端ロ捕獲到低電平，該電能表就可正確判斷此時(shí)為有磁場(chǎng)狀態(tài)，這與實(shí)際情況一致；
在出現(xiàn)了霍爾元件損壞的情況時(shí)，無論有無磁場(chǎng)，霍爾元件輸出都是低電平，但由于干簧管在無磁場(chǎng)的情況下是斷開狀態(tài)，所以微處理器2的輸入端ロ會(huì)正確地處于高電平，電能表并不會(huì)出現(xiàn)誤判斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電能表及其外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法與電路的有益效果包括可以有效防止霍爾元件失效后導(dǎo)致的誤判，提高外部磁場(chǎng)檢測(cè)功能的可靠性，并且電路簡(jiǎn)單，成本低廉。需要說明的是，雖然上面均是以霍爾元件在檢測(cè)到磁場(chǎng)的時(shí)候輸出有效信號(hào)為低電平為例，但本發(fā)明并不以此為限，比如對(duì)于有效信號(hào)為高電平的情形，且微處理器2的輸入端ロ沒有拉到低低電平的情況，可以通過該電阻拉到地。雖然上述的磁開關(guān)選用干簧管，但本發(fā)明并不以此為限，比如可以選用其敏感度高出霍爾元件較多的另ー霍爾元件來做磁開關(guān)。上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.ー種電能表的外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法，包括設(shè)置ー霍爾磁檢測(cè)單元，其特征在于，還包括設(shè)置另一磁檢測(cè)単元，并使該另ー磁檢測(cè)單元的檢測(cè)輸出與該霍爾磁檢測(cè)単元的檢測(cè)輸出構(gòu)成邏輯與，從而只在該另ー磁檢測(cè)単元與霍爾磁檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出外部磁場(chǎng)存在的檢測(cè)信號(hào)。
2.依據(jù)權(quán)利要求I所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法，其特征在于，該霍爾磁檢測(cè)單元判斷有效磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值遠(yuǎn)大于該另一磁檢測(cè)単元判斷有效磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)的設(shè)定閾值。
3.依據(jù)權(quán)利要求I所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法，其特征在于 該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端在該霍爾磁檢測(cè)単元處于有效狀態(tài)并檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)，并且該霍爾磁檢測(cè)單元的輸出端在該霍爾磁檢測(cè)單元處于失效狀態(tài)時(shí)會(huì)始終給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)； 該另ー磁檢測(cè)単元包括一磁開關(guān)，該磁開關(guān)的一端與該霍爾磁檢測(cè)単元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測(cè)電路的輸出端，該磁開關(guān)只在檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)兩端連通。
4.一種電能表的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，包括一霍爾磁檢測(cè)單元，其特征在于，該檢測(cè)電路還包括ー磁開關(guān)單元，該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測(cè)單元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測(cè)電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)兩端連通，從而該檢測(cè)電路的輸出端只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出處于有效電平的檢測(cè)信號(hào)。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，其特征在干，該磁開關(guān)單元包括ー磁開關(guān)，該磁開關(guān)只在外部磁場(chǎng)強(qiáng)度超過ー設(shè)定閾值時(shí)處于閉合狀態(tài)。
6.依據(jù)權(quán)利要求5所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，其特征在于，該霍爾磁檢測(cè)單元包括一霍爾元件，該霍爾元件在外部磁場(chǎng)強(qiáng)度超過ー設(shè)定閾值時(shí)給出有效電平的檢測(cè)信號(hào)，該霍爾元件在失效后會(huì)始終給出有效電平的檢測(cè)信號(hào)，該霍爾元件的設(shè)定閾值遠(yuǎn)大于該磁開關(guān)的設(shè)定閾值。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，其特征在于，該磁開關(guān)為干簧管。
8.依據(jù)權(quán)利要求4所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，其特征在干，該檢測(cè)電路還包括一偏置単元，該偏置単元的一端與該檢測(cè)電路的輸出端，另一端與一設(shè)定電平相連，以確保該檢測(cè)電路的輸出端在該磁開關(guān)單元沒有檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在時(shí)是給出處于無效電平的檢測(cè)信號(hào)的。
9.依據(jù)權(quán)利要求8所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，其特征在于，該偏置単元為ー電阻。
10.ー種電能表，包括一微處理器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的外部磁場(chǎng)檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路的輸出端與該微處理器的一輸入端ロ相連。
全文摘要
一種電能表及其外部磁場(chǎng)檢測(cè)方法與電路，該檢測(cè)方法包括設(shè)置一霍爾磁檢測(cè)單元和另一磁檢測(cè)單元，并使該另一磁檢測(cè)單元的檢測(cè)輸出與該霍爾磁檢測(cè)單元的檢測(cè)輸出構(gòu)成邏輯與，從而只在該另一磁檢測(cè)單元與霍爾磁檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)到磁場(chǎng)的存在并且該霍爾磁檢測(cè)單元處于有效狀態(tài)才會(huì)給出外部磁場(chǎng)存在的檢測(cè)信號(hào)?？梢韵魻柎艡z測(cè)單元本身功能失效所導(dǎo)致的誤判為竊電行為的情況，提高電能表的可靠性。
文檔編號(hào)G01R11/24GK102692610SQ201110070439
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者王春國(guó), 王毅 申請(qǐng)人:深圳長(zhǎng)城開發(fā)科技股份有限公司