專利名稱：電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有功電能的計量裝置，尤其是由記數(shù)器、讀數(shù)器組成的，能計量多用戶有功電能的，無機(jī)械損耗，可自動讀表的電度表。
目前用戶普遍使用的感應(yīng)器單相電度表(單相有功電能表)主要由火線輸入端、零線端、用戶火線輸出端、電流線圈、電壓線圈、轉(zhuǎn)盤、制動原件、計度器組成。電壓線圈跨接火線輸入端和零線端，電流線圈跨接火線輸入端和用戶火線輸出端。電壓及電流線圈接入交流電路時，產(chǎn)生交變磁通，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使電度表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。制動元件在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的制動力矩時轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速與負(fù)載的功率大小成正比。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，通過蝸桿及齒輪傳動機(jī)構(gòu)帶動計度器，計錄有功電能的“度”數(shù)。由于機(jī)械轉(zhuǎn)動時的損耗，當(dāng)用戶負(fù)載功率較小時，這種電度計量誤差大;在用戶集中的區(qū)域內(nèi)，每戶一塊這種電度表使成本增加、不易于集中管理;這種電度表不能自動讀表，當(dāng)數(shù)量多時，抄表人員工作量大。
本發(fā)明的目的是提供一種計量多用戶有功電能、具有自動讀表功能、無機(jī)械損耗的電度表。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明由計數(shù)器和讀數(shù)器兩部分構(gòu)成。有4至60個用戶火線輸出端的計數(shù)器用于計量4至60個用戶的有功電能。便攜式讀數(shù)器通過計數(shù)器的數(shù)據(jù)輸出口與讀數(shù)器的數(shù)據(jù)輸入口相聯(lián)系能自動讀出所聯(lián)系的計數(shù)器內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)。計數(shù)器由用戶電流取樣器、用戶電壓取樣器、乘法器、平均值電路、多路轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)器、微處理器、存儲器、數(shù)據(jù)輸出口、數(shù)字顯示器和隔離器等主要部份構(gòu)成。多個用戶電流取樣器用于各用戶電流的取樣;跨接在火線輸入端和零線端的用戶電壓取樣器用于各用戶電壓的取樣;乘法器用于將取樣的用戶電流與取樣的用戶電壓相乘，得到用戶瞬時功率;所得的用戶瞬時功率經(jīng)平均值電路后，得到用戶的有功功率;模數(shù)轉(zhuǎn)換器將用戶有功功率轉(zhuǎn)換為數(shù)字化有功功率;數(shù)字化有功功率在微處理器內(nèi)乘固定的時間、不斷累加得到用戶的有功電能;數(shù)字顯示器采用循環(huán)方式顯示各用戶的有功電能;存儲器用于存放微處理器的程序和各用戶的數(shù)據(jù);微處理器控制多路轉(zhuǎn)換器使模數(shù)轉(zhuǎn)器遂次地轉(zhuǎn)換各用戶的有功功率并不斷循環(huán)這個過程;存入在存儲器內(nèi)的各用戶的數(shù)據(jù)可經(jīng)微處處理器通過隔離器至數(shù)據(jù)輸出口送出;隔離器將數(shù)據(jù)輸出口與其他部分隔離。計數(shù)器可有一個火線輸入端(例單相時)，也可有多個火線輸入端(例三相時)。為降低每個用戶的成本并兼顧電路易于實現(xiàn)，計數(shù)器應(yīng)有4～60個用戶火線輸出端。讀數(shù)器是由抄表人員隨身攜帶小型儀器。讀數(shù)器由數(shù)據(jù)輸入口和存儲打印單元兩部份作為主要部件。抄表人員如果要讀取某計數(shù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)，只需將讀數(shù)器的數(shù)據(jù)輸入口與計數(shù)器的數(shù)據(jù)輸出口相聯(lián)系，可自動讀出所聯(lián)系的計數(shù)器內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)。存儲打印單元用于保存或打印計數(shù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明在用戶集中區(qū)域的使用可降低每個用戶的成本、便于集中管理、方便抄表人員。由于本發(fā)明中使用電子元件無機(jī)械損耗，故減少小功率負(fù)載時的計量誤差。


圖1是本發(fā)明的整體構(gòu)成及本發(fā)明與外部的聯(lián)系。
圖2是計數(shù)器的原理圖。
圖3是計數(shù)器第一實施例的電路原理圖。
圖4是計數(shù)器第一實施例的電路原理圖。
圖5是讀數(shù)器第一實施例的電路原理圖。
圖6是讀數(shù)器另一實施例的電路原理圖。
如圖1所示，本發(fā)明1由計數(shù)器2和讀數(shù)器3組成。至少一根外火線10通過火線輸入端5輸入計數(shù)器2，外火線的公共零線11也輸入計數(shù)器2的零線輸入端6。計數(shù)器2的多個用戶火線輸出端8與多個用戶14火線12相連。各用戶的零線13與用戶零線端9相連。計數(shù)器2計量4～60個用戶的有功電能。抄表人員可攜帶讀數(shù)器3通過將讀數(shù)器3的數(shù)據(jù)輸入口4與計數(shù)器2的數(shù)據(jù)輸出口7相聯(lián)系，可自動讀出所聯(lián)系的計數(shù)器2內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)。
圖2是計數(shù)器2的原理圖。外火線10通過火線輸入端5輸入計數(shù)器2;外火線的公共零線11通過零線輸入端6輸入;由火線輸入端5輸入的火線經(jīng)多個用戶電流取樣器16后接到多個用戶火線輸出端8;零線輸入端6與用戶零線端9相連;零線輸入端6和用戶零線端9組成零線端41;用戶電流取樣器16用于取樣用戶電流;用戶電壓取樣器15用于取樣用戶電壓;乘法器17將取樣的用戶電流與取樣的用戶電壓相乘，得到用戶的瞬時功率;乘法器17的輸出經(jīng)平均值電路18得到用戶有功功率;有功功率經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器19變?yōu)閿?shù)字化的有功功率送入微處理器20;在微處理器20中將數(shù)字化的有功功率乘以循環(huán)檢測所有用戶所用的時間T得到用戶T時間內(nèi)的有功電能，用戶T時間內(nèi)的有功電能不斷累加即得到用戶的有功電能，數(shù)字顯示器22用于輪流顯示各用戶的有功電能數(shù);存儲器21用于存儲數(shù)據(jù)和程序;微處理器20、模數(shù)轉(zhuǎn)換器19、存儲器21和數(shù)字顯示器22之間用總線24連接;微處理器20經(jīng)隔離器23與數(shù)據(jù)輸出口7相聯(lián)用于輸出計數(shù)器2內(nèi)部的數(shù)據(jù)。
圖3是計數(shù)器第一實施例的電路原理圖，用戶電壓取樣器16由阻值為0。0005～0。5歐的電阻構(gòu)成，用戶電壓取樣器15由兩電阻組成的分壓器構(gòu)成，各用戶的取樣電流與用戶的取樣電壓通過時間分割式乘法器17相乘，乘法器17輸出經(jīng)平均值電路18至多路轉(zhuǎn)換器26，單火線采集單元25負(fù)責(zé)采集某個火線輸入端5上各用戶的有功功率(有幾個火線輸入端5就有幾個單火線采集單元25)，各單火線采集單元25的輸出經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器27選擇至積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器19，存儲器21由64K的ROM和64K的RAM組成，數(shù)字顯示器22由數(shù)碼管組成，微處理器20由MCS-51系列單片機(jī)構(gòu)成(也可使用MCS-96、MCS-48系列單片機(jī))，總線24由控制總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線構(gòu)成，微處理器20通過總線24與模數(shù)轉(zhuǎn)換器19、存儲器21、數(shù)字顯示器22與多路轉(zhuǎn)換器26、27相連，微處理器20的串行通信接口28經(jīng)由光電合器構(gòu)成的隔離器23與數(shù)據(jù)輸出口7相聯(lián)。多路轉(zhuǎn)換器26、27工作過程是先使多路轉(zhuǎn)換器27接通某個單火線采集單元25，然后使多路轉(zhuǎn)換器26依次將該單火線采集單元25中的各平均值電路18的輸出送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器19進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;再使多路轉(zhuǎn)換器27接通下個單火線采集單元25，……;不斷循環(huán)。按此方案，有4～60個用戶火線輸端8的計數(shù)器2比較合理。
圖4是計數(shù)器2另一實施例電路原理圖。單火線采集單元25這樣實現(xiàn)各用戶電流取樣器16的輸出直接連多路轉(zhuǎn)換器26(這里的多路轉(zhuǎn)換器26控制方法同第一實施例中的多路轉(zhuǎn)換器26);交流電周期檢測器29用于檢查交流電的周期，其輸出向微處理器20的中斷端30發(fā)出中斷和控制平均值電路18工作時間(工作時間是交流電周期的整數(shù)倍);微處理器20周期地響應(yīng)中斷，通過總線24控制多路轉(zhuǎn)換器26、27工作。其它部份同第一實施例。
圖5是讀數(shù)器3第一實施例電路原理圖。微處理器34的串行通信接口40與數(shù)據(jù)輸入口4連接，用于讀出計數(shù)器2內(nèi)的數(shù)據(jù);微處理器34的串行通信接口40又同時與接插件39相連，用來與外部其他設(shè)備(例如計算機(jī))的RS-232口相連，使用接插件39可將讀數(shù)器3內(nèi)的數(shù)據(jù)送入外部其他設(shè)備;存儲器32由ROM37、RAM38組成;ROM37用于存放微處理器34的程序;RAM38用于存放數(shù)據(jù);打印機(jī)接口電路36與微型打印機(jī)33相連;總線35由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成，微處理器34通過總線35與存儲器32、打印機(jī)接口電路36相連;微處理器34、總線35、存儲器32、打印機(jī)接口電路36、微型打印機(jī)33組成存儲打印單元31。微處理器34是MCS-51系列單片機(jī)，微型打印機(jī)33是TP系列微型打印機(jī)。
圖6是讀數(shù)器3另一實施例，其存儲打印單元31由微處理器34、總線35、ROM37、打印機(jī)接口電路36和微型打印機(jī)33組成，故只能直接打印出計數(shù)器2內(nèi)的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種計量電能的電度表，包括計量用戶有功電能的計數(shù)器，計數(shù)器由火線輸入端、零線端、用戶火線輸出端組成，其特征在于它還有一個讀數(shù)器3，計數(shù)器2還有用于輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸出口7，讀數(shù)器3有用于輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入口4，計數(shù)器2和讀數(shù)器3是通過數(shù)據(jù)輸出口7與數(shù)據(jù)輸入口4相聯(lián)系的兩個分離部份，計數(shù)器2還有4～60個用戶火線輸出端8、多個用戶電流取樣器16、用戶電壓取樣器15、乘法器17、平均值電路18、模數(shù)轉(zhuǎn)換器19、微處理器20、總線24，火線輸入端5經(jīng)多個用戶電流取樣器16到多個用戶火線輸出端8，用戶電壓取樣器15跨接火線輸入端5和零線端41，乘法器17在用戶電流取樣器16和用戶電壓取樣器15的后面，乘法器17輸出連接平均值電路18，模數(shù)轉(zhuǎn)換器19在平均值電路18的后面，微處理器20通過總線24與模數(shù)轉(zhuǎn)換器19連接，讀數(shù)器3還有存儲打印單元31，存儲打印單元31與數(shù)據(jù)輸入口4相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電度表，其特征在于乘法器18是時間分割式乘法器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電度表，其特征在于用戶電流取樣器16是電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電度表，其特征在于用戶電壓取樣器15是電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電度表，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換器19是12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電度表，其特征在于微處理器20是MCS系列單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電度表，其特征在于用戶電流取樣器16是阻礙范圍在0。0005～0.5歐的電阻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電度表，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換器19是12位積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能計量多個用戶的有功電能、無機(jī)械損耗、可自動抄錄的電度表。它由計數(shù)器2、讀數(shù)器3構(gòu)成。計數(shù)器至少有一個火線輸入端5，4～60個用戶火線輸出端8，可計量4～60個用戶的有功電能；讀數(shù)器通過其數(shù)據(jù)輸入口4與計數(shù)器的數(shù)據(jù)輸出口7相聯(lián)系，可讀出計數(shù)器所計量的各個用戶有功電能。
文檔編號G01R22/00GK1082198SQ92106629
公開日1994年2月16日 申請日期1992年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月25日
發(fā)明者趙捷 申請人:趙捷