專利名稱：電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有功電能的計(jì)量裝置，尤其是由記數(shù)器、讀數(shù)器組成的，能計(jì)量多用戶有功電能的，無機(jī)械損耗，可自動(dòng)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(dòng)原件、計(jì)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(shí)，產(chǎn)生交變磁通，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使電度表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)元件在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速與負(fù)載的功率大小成正比。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過蝸桿及齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)計(jì)度器計(jì)錄有功電能的“度”數(shù)。由于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的損耗，當(dāng)用戶負(fù)載功率較小時(shí)，這種電度計(jì)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(dòng)讀表，當(dāng)數(shù)量多時(shí)，抄表人員工作量大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種計(jì)量多用戶有功電能、具有自動(dòng)讀表功能、無機(jī)械損耗的電度表。
為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型由計(jì)數(shù)器和讀數(shù)器兩部分構(gòu)成。有4至60個(gè)用戶火線輸出端的計(jì)數(shù)器用于計(jì)量4至60個(gè)用戶的有功電能。便攜式讀數(shù)器通過計(jì)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(dòng)讀出所聯(lián)系的計(jì)數(shù)器內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)。計(jì)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(chǔ)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(gè)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(shí)功率；所得的用戶瞬時(shí)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(shí)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(chǔ)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(gè)過程；存入在存儲(chǔ)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(jì)數(shù)器可有一個(gè)火線輸入端(例單相時(shí))，也可有多個(gè)火線輸入端(例三相時(shí))。為降低每個(gè)用戶的成本并兼顧電路易于實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)器應(yīng)有4～60個(gè)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(chǔ)打印單元兩部份作為主要部件。抄表人員如果要讀取某計(jì)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(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)輸出口相聯(lián)系，可自動(dòng)讀出所聯(lián)系的計(jì)數(shù)器內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)打印單元用于保存或打印計(jì)數(shù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型在用戶集中區(qū)域的使用可降低每個(gè)用戶的成本、便于集中管理、方便抄表人員。由于本實(shí)用新型中使用電子元件無機(jī)械損耗，故減少小功率負(fù)載時(shí)的計(jì)量誤差。


圖1是本實(shí)用新型的整體構(gòu)成及本實(shí)用新型與外部的聯(lián)系。
圖2是計(jì)數(shù)器的原理圖。
圖3是計(jì)數(shù)器第一實(shí)施例的電路原理圖。
圖4是計(jì)數(shù)器另一實(shí)施例的電路原理圖。
圖5是讀數(shù)器第一實(shí)施例的電路原理圖。
圖6是讀數(shù)器另一實(shí)施例的電路原理圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型1由計(jì)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(jì)數(shù)器2，外火線的公共零線11也輸入計(jì)數(shù)器2的零線輸入端6。計(jì)數(shù)器2的多個(gè)用戶火線輸出端8與多個(gè)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(jì)數(shù)器2計(jì)量4～60個(gè)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(jì)數(shù)器2的數(shù)據(jù)輸出口7相連系，可自動(dòng)讀出所聯(lián)系的計(jì)數(shù)器2內(nèi)各用戶的數(shù)據(jù)。
圖2是計(jì)數(shù)器2的原理圖。外火線10通過火線輸入端5輸入計(jì)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輸入得火線經(jīng)多個(gè)用戶電流取樣器16后接到多個(gè)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(shí)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(shí)間T得到用戶T時(shí)間內(nèi)的有功電能，用戶T時(shí)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(chǔ)器21用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序；微處理器20、模數(shù)轉(zhuǎn)換器19、存儲(chǔ)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(jì)數(shù)器2內(nèi)部的數(shù)據(jù)。
圖3是計(jì)數(shù)器第一實(shí)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(shí)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(gè)火線輸入端5上各用戶的有功功率(有幾個(gè)火線輸入端5就有幾個(gè)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(chǔ)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MGS－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(chǔ)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(gè)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(gè)單火線采集單元25，……；不斷循環(huán)。按此方案，有4～60個(gè)用戶火線輸端8的計(jì)數(shù)器2比較合理。
圖4是計(jì)數(shù)器2另一實(shí)施例電路原理圖。單火線采集單元25這樣實(shí)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(shí)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(shí)間(工作時(shí)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(shí)施例。
圖5是讀數(shù)器3第一實(shí)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(jì)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(shí)與接插件39相連，用來與外部其他設(shè)備(例如計(jì)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(chǔ)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(chǔ)器32、打印機(jī)接口電路36相連；微處理器34、總線35、存儲(chǔ)器32、打印機(jī)接口電路36、微型打印機(jī)33組成存儲(chǔ)打印單元31。微處理器34是MGS－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(shí)施例，其存儲(chǔ)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(jì)數(shù)器2內(nèi)的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種計(jì)量電能的電度表，包括計(jì)量用戶有功電能的計(jì)數(shù)器，計(jì)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(gè)讀數(shù)器3，計(jì)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(jì)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(gè)分離部份，計(jì)數(shù)器2還有4～60個(gè)用戶火線輸出端8、多個(gè)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(gè)用戶電流取樣器16到多個(gè)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(chǔ)打印單元31，存儲(chǔ)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(shí)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MGS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。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種能計(jì)量多用戶有功電能、由計(jì)數(shù)器2和讀數(shù)器3構(gòu)成、可自動(dòng)抄表的電度表1；計(jì)數(shù)器2火線輸入端5經(jīng)用戶電流取樣器16至用戶火線輸出端8，用戶電壓取樣器15跨接火線輸入端5和零線端41，用戶電壓和電流取樣經(jīng)乘法器17、平均值電路18、模數(shù)轉(zhuǎn)換器19處理后送入微處理器20；讀數(shù)器3的存儲(chǔ)打印單元31通過數(shù)據(jù)輸入口4與計(jì)數(shù)器2的數(shù)據(jù)輸出口7相連系，可讀出計(jì)數(shù)器2所計(jì)量的各用戶有功電能。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2140527SQ92219409
公開日1993年8月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:趙捷