專利名稱：一種單相用電檢查儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于用電稽查領(lǐng)域，尤其涉及一種用于用戶用電情況稽查的用電檢查
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
反竊電對維護供電秩序、保障電力安全、保護國家和供電公司的正當(dāng)收益具有重要意義；同時，由于竊電的隱蔽性和分散性，反竊電也是長期困擾供電企業(yè)的一個難題。近年來，市電力公司開始實施線損精細化工作，對低壓臺區(qū)，通過比對負荷測錄儀量測的臺區(qū)供電量和臺區(qū)同期總售電量獲得臺區(qū)線損率，進而根據(jù)線損率高低判斷竊電高發(fā)臺區(qū)，由此可縮小用電稽查范圍，顯著提高了用電稽查效率。用電稽查中的竊電舉證離不開有效的輔助工具。目前用電稽查主要使用鉗形電流表判斷用戶竊電方式，這種傳統(tǒng)的工具對具有專業(yè)知識的稽查人員雖然是有效的，但作為舉證工具仍存在如下不足:I)對用電檢查人員的專業(yè)素質(zhì)要求很高，當(dāng)稽查人員工作經(jīng)驗不足或用戶竊電方式及其隱蔽時，僅憑對電壓、電流的量測值可能無法判斷出某些竊電類型；2)不具有外場檢查數(shù)據(jù)自動記錄功能，雖然絕大多數(shù)用電稽查人員是忠于職守的，但依靠人工記錄和上報竊電數(shù)據(jù)為營私舞弊提供了可能性；
3)不具有外場量測數(shù)據(jù)無線回傳功能，限制了用電稽查的時效性，尤其當(dāng)外場檢查人員對現(xiàn)場復(fù)雜情況難以判斷時，無法將現(xiàn)場數(shù)據(jù)及時傳遞給公司內(nèi)部有經(jīng)驗的專家，以獲得專家指導(dǎo)和幫助。因此，有必要研發(fā)和使用能量測更豐富參量的、且?guī)в袛?shù)據(jù)自動記錄和回傳功能的用電檢查儀，以確保外場檢查數(shù)據(jù)的真實可靠性、提升舉證的可信性、及時性。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種單相用電檢查儀，其取樣電路采用結(jié)構(gòu)簡單的電阻分壓和電流鉗取樣，使該儀器具有體積小、功耗低、攜帶和操作方便等特性，能較好的在現(xiàn)場和一些特殊場合使用，且可通過GPRS無線通信方式將所記錄的數(shù)據(jù)上傳到后臺管理計算機，實現(xiàn)了現(xiàn)場校驗、測量、記錄和數(shù)據(jù)上傳。本實用新型的技術(shù)方案是:提供一種單相用電檢查儀，包括電壓采樣電路和微控制單元DSP，其特征是:所述的電壓采樣電路由依次連接的交流電壓的提取、濾波和放大電路組成；其所述交流電壓的提取電路包括電流互感器和ΙΛ轉(zhuǎn)換電路，所述電流互感器的輸出端與Ι/ν轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；其交流電壓的濾波電路和放大電路為RC濾波電路和運算放大器電路；設(shè)置一無線通信模塊電路；所述的微控制單元DSP經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換單元與無線通信模塊電路進行連接；其所述的電平轉(zhuǎn)換單元為光電耦合器電路。具體的，其所述的RC濾波電路和運算放大器電路為常規(guī)RC濾波電路和運算放大器電路。[0013]其所述微控制單元DSP的串行通信接口，經(jīng)過光電耦合器電路與無線通信模塊電路的RS232接口進行連接。進一步的,其所述的光電稱合器電路包括第一、第二光電稱合器TLP-1、TLP-2、第一至第四電阻Rl R4和反相器U6 ;其中，所述微控制單元DSP的TXD管腳經(jīng)第一電阻Rl與第一光電稱合器TLP-1的正極連接；所述微控制單兀DSP的RXD管腳第二光電稱合器TLP-2的發(fā)射極連接，并經(jīng)第二電阻R2接地；所述第一光電耦合器TLP-1的負極接地；所述第二光電耦合器TLP-2的集電極接-5V電源端；所述無線通信模塊電路的TTL_RXD1管腳接地，并經(jīng)第三電阻R3與第一光電耦合器TLP-1的負極連接；所述無線通信模塊電路的TTL_TXDl管腳與反相器的輸入端連接，所述反相器的輸出端與第二光電耦合器TLP-2的負極連接；所述第一光電耦合器TLP-1的集電極接3.3V電源端，所述第二光電耦合器TLP-2的正極經(jīng)第四電阻R4接地。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型的優(yōu)點是:1.采用鉗形電流互感器接線，不用斷開電流回路即可實現(xiàn)測量；2.增設(shè)無線通信模塊，使得用電檢查儀在得到各種電參量的測量值后，除了輸出顯示之外，還可將測量值傳送給上位機處理，增強了用電稽查的時效性；3.裝置的整體尺寸小，為手持式便攜設(shè)備。

圖1是本 實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a和圖2b是本實用新型電壓采樣電路實施例的線路圖；圖3是本實用新型電平轉(zhuǎn)換單元的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型電平轉(zhuǎn)換單元實施例的線路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。圖1中，本實用新型提供了一種單相用電檢查儀，其由電壓電流采樣電路、交流準同步采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、功率頻率轉(zhuǎn)換電路、DSP系統(tǒng)電路、鍵盤和液晶顯示電路等組成。該系統(tǒng)的工作原理是:通過電壓、電流采樣電路對交流電的電壓和電流提取、濾波、放大，通過疊加直流使交流電壓和電流的波形幅度控制在O 3V的范圍內(nèi)；再經(jīng)16位A/D轉(zhuǎn)換器對其采集，然后對采集到的電壓和電流數(shù)據(jù)進行處理，計算出交流電壓、電流的有效值及功率值；經(jīng)功率頻率轉(zhuǎn)換電路將功率轉(zhuǎn)換為一定頻率的脈沖，再通過校驗算法對電能表進行校驗，并將校驗的結(jié)果及交流電壓、電流的有效值和功率顯示出來或傳送給上位機處理。為了對不同的電能表進行校驗，允許通過鍵盤輸入待驗電能表的參數(shù)，使之用途更加廣泛。圖2a和圖2b中，本實用新型的電壓采樣電路由依次連接的交流電壓的提取、放大、濾波電路組成，其中電壓的提取由電流互感器和I/V轉(zhuǎn)換電路組成。其交流電壓的濾波電路和放大電路為RC濾波電路和運算放大器電路。[0029]DSP系統(tǒng)電路(型號為TMS320F2812)內(nèi)部AD的模擬輸入量必須大于O且小于3，因此要疊加直流將正弦波上移到幅度大于OV小于3V，以便AD采樣。電路的輸出接入DSP系統(tǒng)電路的ADC模塊的ADCINA0。圖中的各運放集成電路可采用TCL450X系列的集成電路芯片，其他元件無特殊要求。由于上述附圖采用業(yè)內(nèi)標準繪圖方式，其元器件為標準電路元件，故其具體連接關(guān)系在此不再敘述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，均可毫無異義地明白和掌握圖中所示電路里所表述的電路連接關(guān)系，亦可從集成電路芯片生產(chǎn)廠家處獲得各集成電路芯片的標準應(yīng)用電路(即俗稱的“公版”電路)。圖3中，本技術(shù)方案還在系統(tǒng)中設(shè)置了一個無線通信模塊電路(圖中以G20表示，下同)；所述的微控制單元DSP經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換單元與無線通信模塊電路進行連接。其所述的電平轉(zhuǎn)換單元為光電耦合器電路。進一步的，所述微控制單元DSP的串行通信接口 UART，經(jīng)過光電耦合器電路與無線通信模塊電路的RS232接口進行連接。圖4中，所述的光電I禹合器電路包括第一、第二光電I禹合器TLP-1、TLP-2、第一至第四電阻Rl R4和反相器U6 ;其中，所述微控制單元DSP (圖中以ATmegal6表示，下同)的TXD管腳經(jīng)第一電阻Rl與第一光電耦合器TLP-1的正極連接；所述微控制單元DSP的RXD管腳第二光電耦合器TLP-2的發(fā)射極連接，并經(jīng)第二電阻R2接地；所述第一光電耦合器TLP-1的負極接地；所述第二光電耦合器TLP-2的集電極接-5V電源端；所述無線通信模塊電路的TTL_RXD1管腳接地，并經(jīng)第三電阻R3與第一光電耦合器TLP-1的負極連接；所述無線通信模塊電路的TTL_ TXD1管腳與反相器的輸入端連接，所述反相器的輸出端與第二光電耦合器TLP-2的負極連接；所述第一光電耦合器TLP-1的集電極接3.3V電源端，所述第二光電耦合器TLP-2的正極經(jīng)第四電阻R4接地。由于ATmegaie和G20模塊的I/O操作電壓范圍不相同，所以兩者的串行VI之間需經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換才能確保穩(wěn)定通信，這里采用光電耦合器件TLP521進行5V和3.3V之間的電平轉(zhuǎn)換。ATmegal6的I/O驅(qū)動能力較強(最大輸出40mA電流)，可以直接驅(qū)動TLP521。G20模塊的I/O驅(qū)動能力較弱，需加一級驅(qū)動緩沖器(7406反相驅(qū)動緩沖器)才能驅(qū)動 TLP521。ATmegal6具有I個功能完整的異步串行通信接口(UART)，在直流5V供電時，其I/O操作電壓范圍約為O 5V ；G20模塊提供一個用于接收控制命令和傳輸數(shù)據(jù)的異步串行通信接口，在直流3.3V供電時，其I/O操作電壓范圍為O 3.3V，因此，可以將ATmegal6串行接口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)接后與G20模塊的串行口相連，進行異步串行數(shù)據(jù)交換。實際實施時，ATmegaie采用直流5V供電，5V電源經(jīng)過由低壓差線性穩(wěn)壓集成電路LMl 117-3.3組成的穩(wěn)壓電路將電壓轉(zhuǎn)換成3.3V后給G20模塊供電。由于本實用新型采用結(jié)構(gòu)簡單的電阻分壓和電流鉗取樣，使該儀器具有體積小、功耗低、攜帶和操作方便等特性，能較好的在現(xiàn)場和一些特殊場合使用，且通過設(shè)置無線通信模塊電路，使得用電檢查儀具有了數(shù)據(jù)回傳功能，有助于確保外場檢查數(shù)據(jù)的真實可靠性、提升舉證的可信性、及時性，還可將測量值傳送給上位機處理，增強了用電稽查的時效性。 本實用新型可 廣泛用于供電管理和稽查領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種單相用電檢查儀，包括電壓采樣電路和微控制單元DSP，其特征是: 所述的電壓采樣電路由依次連接的交流電壓的提取、濾波和放大電路組成； 其所述交流電壓的提取電路包括電流互感器和Ι/v轉(zhuǎn)換電路； 所述電流互感器的輸出端與Ι/v轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接； 其交流電壓的濾波電路和放大電路為Re濾波電路和運算放大器電路； 設(shè)置一無線通信模塊電路；所述的微控制單元DSP經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換單元與無線通信模塊電路進行連接； 其所述的電平 轉(zhuǎn)換單元為光電耦合器電路。
2.按照權(quán)利要求1所述的單相用電檢查儀，其特征是所述的RC濾波電路和運算放大器電路為常規(guī)RC濾波電路和運算放大器電路。
3.按照權(quán)利要求1所述的單相用電檢查儀，其特征是所述微控制單元DSP的串行通信接口，經(jīng)過光電耦合器電路與無線通信模塊電路的RS232接口進行連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的單相用電檢查儀，其特征是所述的光電耦合器電路包括第一、第二光電耦合器TLP-1、TLP-2、第一至第四電阻Rl R4和反相器U6 ;其中，所述微控制單元DSP的TXD管腳經(jīng)第一電阻Rl與第一光電耦合器TLP-1的正極連接；所述微控制單元DSP的RXD管腳第與二光電耦合器TLP-2的發(fā)射極連接，并經(jīng)第二電阻R2接地；所述第一光電耦合器TLP-1的負極接地；所述第二光電耦合器TLP-2的集電極接-5V電源端；所述無線通信模塊電路的TTL_RXD1管腳接地，并經(jīng)第三電阻R3與第一光電耦合器TLP-1的負極連接；所述無線通信模塊電路的TTL_TXD1管腳與反相器的輸入端連接，所述反相器的輸出端與第二光電耦合器TLP-2的負極連接；所述第一光電耦合器TLP-1的集電極接3.3V電源端，所述第二光電耦合器TLP-2的正極經(jīng)第四電阻R4接地。
專利摘要一種單相用電檢查儀，屬用電稽查領(lǐng)域。包括電壓采樣電路和微控制單元，其所述的電壓采樣電路由依次連接的交流電壓的提取、濾波和放大電路組成；其所述交流電壓的提取電路包括依次連接的電流互感器和I/V轉(zhuǎn)換電路；其交流電壓的濾波電路和放大電路為RC濾波電路和運算放大器電路；設(shè)置一無線通信模塊電路；所述的微控制單元經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換單元與無線通信模塊電路進行連接；其所述的電平轉(zhuǎn)換單元為光電耦合器電路。其取樣電路采用結(jié)構(gòu)簡單的電阻分壓和電流鉗取樣，使該儀器具有體積小、功耗低、攜帶和操作方便等特性，且可通過GPRS無線通信方式將所記錄的數(shù)據(jù)上傳到后臺計算機，實現(xiàn)了現(xiàn)場校驗、測量、記錄和數(shù)據(jù)上傳?？蓮V泛用于供電管理和稽查領(lǐng)域。
文檔編號G01R22/10GK203133165SQ201320153799
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月31日
發(fā)明者楊海濤, 韓躍峻, 王穎韜, 顧岳峰, 凌灜, 倪慶華, 劉晟 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司