專利名稱：節(jié)能電子電度表的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電度表，特別是關(guān)于一種節(jié)能電子電度表。
現(xiàn)有的電度表多為電磁式電度表，由于其本身耗能量大，平均每月耗電一度左右，深為廣大用戶關(guān)注。再是它線性范圍不大，對負荷變化反應不靈敏，使用安培數(shù)小的電度表時，大功率負載容易過載燒表，使用安培數(shù)大的電度表時，小功率負載累計不準或根本不累計，此對矛盾無法統(tǒng)一。CN2059989提出的固態(tài)電子電度表，它以單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等實現(xiàn)高精度和高靈敏，此種電度表成本偏高，難以為廣大用戶所承受。
本實用新型的目的是設計一種節(jié)能電子電度表，此種電度表本身耗電小，而且線性好，動態(tài)范圍大靈敏度高。
本實用新型的設計方案是一種節(jié)能電子電度表，它由驅(qū)動器、轉(zhuǎn)動件、計數(shù)器和電子電路組成，其特征有并聯(lián)在電源相線上的電壓跟隨器，以及接于電壓跟隨器輸出端的電壓頻率轉(zhuǎn)換器和接于電壓頻率轉(zhuǎn)換器輸出端的頻率計數(shù)器。
上述方案的優(yōu)點在于自身并聯(lián)損耗小于0.3W，串聯(lián)損耗極小，動態(tài)線性范圍大，當負載功率小于1W時能起動累計，非線性誤差小于1Z，對負荷變化反應快，小功率負載累計準確，此外還有無機械磨損，使用壽命長等。


圖1為本實用新型電路圖。
圖2為機械部份與電路連接關(guān)系圖。
上述圖中，1為驅(qū)動馬達M，2為傳動件，3為機械計數(shù)器，4為電壓跟隨器，5為電壓頻率轉(zhuǎn)換器，6為頻率計數(shù)器，7為功率因素調(diào)整器，H為蜂鳴器。
現(xiàn)結(jié)合附圖描述本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作過程。
實施例圖2中的驅(qū)動器(1)采用石英鐘的馬達，傳動件(2)為蝸輪蝸桿，計數(shù)器(3)為機械式跳碼計數(shù)器。
電子電路中的電壓跟隨器(4)由運算放大集成電路IC1，三極管BG3，電阻R0、R2、R3、R4所組成，電壓頻率轉(zhuǎn)換器(5)由集成電路IC2，電阻R5、R6，電容C2、C3、C4和可變電位器W2所組成。頻率計數(shù)器(6)由集成電路IC3電機M，傳動件(2)和機械計數(shù)器(3)所組成。功率因素調(diào)整器(7)由三極管BG1、BG2、二極管D1、電阻R1、電容C1和電位器W1所組成。其中IC1為OP－O7運放，IC2為7555集成塊，IC3為4017集成塊。
工作過程簡述如下當負載電流流過檢測電阻R0時，在R0產(chǎn)生壓降，它與電功率呈線性關(guān)系，IC1與BG3接成射極電壓跟隨器，所以BG3發(fā)射極電壓與R0上電壓降相同，BG3發(fā)射極電壓的高低反映了流過BG3的電流大小，而BG3是作為時基電路IC2的定時電容C2的充電電阻的形式接入的，當負載功率增大時，流過R0的電流也同時使R0壓降增大，R5上的壓降也相應增大，根據(jù)UR5＝IBC3R5，所以當R5上的壓降大時，流過BG3的電流也大，即流經(jīng)R5、R6對C2的充電速度加快。當C2兩端的電壓上升至2／3IC2電源電壓時，IC2的7腳對地導通，C2兩端的電壓通過R6IC2的7腳放電，同時IC2的3腳由高電平轉(zhuǎn)為低電平，蜂鳴器H發(fā)出“嘀”聲，IC3的14腳得到低電平而觸發(fā)。當C2兩端的電壓放電至1／3IC2電源電壓時，IC2的7腳由導通轉(zhuǎn)為截止，C2放電結(jié)束，IC2的3腳輸出恢復為高電平，一個周期結(jié)束，當流過BG3的電流大時，IC2的3腳輸出頻率增高，蜂鳴器H發(fā)出的“嘀嘀”聲加快，表示電流加大，而頻率跟隨增大。
當IC3的14腳低電平觸發(fā)增多時，馬達M轉(zhuǎn)動加快，當IC2的3腳有脈沖輸出時，IC3的14腳有低電平觸發(fā)，IC3的1和11腳依次出現(xiàn)高電平，當IC3的1腳出現(xiàn)高電平時，馬達M得正向電流，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動180度，當IC3的11腳出現(xiàn)高電平時，馬達M得到反向電流使轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)動180度，所以當14腳有10次低電平觸發(fā)時，IC3的1和11腳各輸出一次高電平，使馬達M轉(zhuǎn)動360度，所以石英鐘馬達M隨IC3的14腳低電平不斷觸發(fā)而轉(zhuǎn)動。馬達M通過連接的傳動件蝸桿、蝸輪及齒輪帶動機械計算器跳碼，達到了脈沖信號用機械計數(shù)器記錄的目的。IC3既能對來自IC2的3腳脈沖進行10分頻，又能為石英鐘馬達M提供反向驅(qū)動電流。
設負載功率為1000W，IC2輸出頻率為5H2頻率經(jīng)過IC310分頻后，馬達轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動180°／秒，每小時就轉(zhuǎn)動1800轉(zhuǎn)，得到為千瓦小時的1800轉(zhuǎn)的計數(shù)，即從機械計數(shù)器中直接反映出負載實際用電量。調(diào)節(jié)IC2的5腳上的電位器W2，使實際使用功率與累計的用電量相一致，就能對功率因素為1的純電阻負載進行精確計量。
要計量帶有電感負載的功率時，需要對功率因素校正，它由功率因素調(diào)整器(7)來實現(xiàn)，當BG1導通時BG2就導通，相當于BG3基極接地，因而BG3截止，沒有電流通過，對C2停止充電，R4是IC1的限流電阻。由C1、R1組成的移相電路使電流超前于電壓。而使用電感性負載時，由于電感性負載電流滯后于電壓，使BG1提前導通，負載功率移向BG3的截止區(qū)，起到了功率因素調(diào)整的目的，這樣就形成完整的有功電度表。
由變壓器B1、二極管D3、D4、D5及電容C5、C6、C7組成的濾波電路分別為IC1、IC2、IC3提供電源。
本實用新型的優(yōu)點是性能穩(wěn)定，節(jié)電顯著，可制成各種大電流，廉價單相、三相有功或無功電子電度表。
權(quán)利要求1.節(jié)能電子電度表，它包括驅(qū)動器(1)、傳動器(2)、計數(shù)器(3)和電子電路，其特征有并聯(lián)在電源相線上的電壓跟隨器(4)，以及接于電壓跟隨器(4)輸出端的電壓頻轉(zhuǎn)換器(5)和接于電壓頻率轉(zhuǎn)換器(5)輸出端頻率計數(shù)器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能電子電度表，其特征是電壓跟隨器(4)由運放集成電路IC1、三極管BG3、電阻R0、R2、R3和R4所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能電子電度表，其特征是電壓頻率轉(zhuǎn)換器(5)由集成電路IC2、電阻R5、R6、電容C2、C3、C4和可變電位器W2所組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能電子電度表，其特征是頻率計數(shù)器(6)由集成電路IC3、電機M(1)、蝸桿蝸輪傳動器(2)、機械計數(shù)器(3)所組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能電子電度表，其特征在于電子電路還包括由三極管BG1、BG2、二極管D1、電阻R1電容C1和電位器W1所組成的功率因素調(diào)整器(7)。
專利摘要節(jié)能電子電度表，它由驅(qū)動器(1)、傳動件(2)、計數(shù)器(3)和電子電路所組成，電子電路包括可變壓控器(4)、電壓頻率轉(zhuǎn)換器(5)和頻率計數(shù)器(6)以及功率因素調(diào)整器(7)；可變壓控器(4)以及功率因素調(diào)整器(7)分別并聯(lián)入電源相線上。本實用新型自身損耗小，動態(tài)線性范圍大，當負載功率小于1W時能起動累計，非線性誤差小于1％，對負荷變化反應快，小功率負載累計準確，大功率負載反應快，以及無磨損，使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號G01R22/00GK2141570SQ92243568
公開日1993年9月1日 申請日期1992年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月3日
發(fā)明者史明岳 申請人:史明岳