CH668840A5

CH668840A5 - ELECTRONIC ENERGY METER FOR ELECTRICAL ENERGY.

Info

Publication number: CH668840A5
Application number: CH176185A
Authority: CH
Inventors: Masayoshi Toda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1985-04-25
Publication date: 1989-01-31
Also published as: DE3514371A1; JPS61271839A

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Energiezähler für elektrische Energie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit dem die genaue Messung von kleinen elektrischen Energiemengen möglich ist. DESCRIPTION The present invention relates to an electronic energy meter for electrical energy according to the preamble of claim 1 with which the precise measurement of small amounts of electrical energy is possible.

Fig. 1 ist ein Blöckdiagramm mit einem konventionellen elektronischen Energiezähler für elektrische Energie. Dieser bekannte Energiezähler weist einen Spannungseingangsan-schluss 1 auf, dem die hohe Spannungeines Stromkreises (nicht abgebildet), in dem die elektrische Energie zu messen ist, zugeführt wird. Der Energiezähler weist auch einen Stro-meingangsanschluss 2 auf, über den der Strom des zu messenden Kreises zugeführt wird. Ein Spannungstransformationsteil 3, beispielsweise eine Spannungsteilerschaltung oder ein Transformator ist mit dem Spannungseingangsanschluss 1 verbunden, so dass dieser die Spannung des auszumessenden Schaltkreises eimpfängt und ein Kleinspannungs-signal ausgibt, das der eingegebenen hohen Spannung ent-5 spricht. Ein Stromtransformationsteil 4, beispielsweise ein Stromtransformator, wird mit seinem Eingangsanschluss mit dem Stromeingangsanschluss 2 verbunden, um den Strom des auszumessenden Schaltkreises zu empfangen und um ein Kleinstromsignal auszugeben, das dem über den Eingangsan-lo schluss eingegebenen hohen Stromstärken entspricht. Ausgangsanschlüsse des Spannungstransformationsteiles 3 und des Stromtransformationsteiles 4 sind mit den Eingangsanschlüssen eines ersten A/D-Umwandlers 5 (Analog/Digital-Umwandler) bzw. eines zweiten A/D-Umwandlers 6 ver-15 bunden. Der erste A/D-Umwandler 5 und der zweite A/D-Umwandler 6 sind beides 8-bit-A/D-Umwandler und dienen zum Umwandeln des analogen Kleinspannungssignals von dem Spannungstransformationsteil 3 und zum Umwandeln des analogen kleinen Stromsignals vom Strom-20 transformationsteil 4 in ein entsprechendes digitales Span-nungs- bzw. Stromsignal des zu messenden Kreises. Der erste A/D-Umwandler 5 und der zweite A/D-Umwandler 6 sind über eine Busleitung 9 mit einem Verarbeitungs- und Steuerteil 7 verbunden. Der Verarbeitungs- und Steuerteil 7 führt 25 über eine Steuerleitung 8 dem ersten A/D-Umwandler 5 und dem zweiten A/D-Umwandler 6 Steuersignale zu, um sie zu veranlassen, in vorbestimmten Zeitabständen Ausgangssignale auszugeben, so dass die Ausgangssignale des ersten und zweiten A/D-Wandlers 5 und 6 periodisch zu dem Verarbei-30 tung- und Steuerteil 7 gelangen, worin die elektrische Energie des gemessenen Kreises durch Multiplizieren der Ausgangsdaten des ersten und zweiten A/D-Umwandlers 5 und 6 errechnet werden. Die Ausgangsdaten, d.h. die Daten über die elektrische Energie werden von dem Verarbeitungs- und 35 Steuerteil 7 über eine Ausgabeleitung 11 an einen Ausgangs-anschluss 10 des Energiezählers für elektrische Energie ausgegeben. 1 is a block diagram with a conventional electronic energy meter for electrical energy. This known energy meter has a voltage input connection 1, to which the high voltage of a circuit (not shown) in which the electrical energy is to be measured is supplied. The energy meter also has a current input connection 2, via which the current of the circuit to be measured is supplied. A voltage transformation part 3, for example a voltage divider circuit or a transformer, is connected to the voltage input connection 1, so that it receives the voltage of the circuit to be measured and outputs a low-voltage signal that corresponds to the high voltage entered. A current transformation part 4, for example a current transformer, is connected with its input connection to the current input connection 2 in order to receive the current of the circuit to be measured and to output a small current signal which corresponds to the high currents input via the input connection. Output connections of the voltage transformation part 3 and the current transformation part 4 are connected to the input connections of a first A / D converter 5 (analog / digital converter) and a second A / D converter 6, respectively. The first A / D converter 5 and the second A / D converter 6 are both 8-bit A / D converters and are used to convert the low-voltage analog signal from the voltage transforming part 3 and to convert the low-current analog signal from the current-20 transformation part 4 into a corresponding digital voltage or current signal of the circuit to be measured. The first A / D converter 5 and the second A / D converter 6 are connected to a processing and control part 7 via a bus line 9. The processing and control section 7 supplies control signals 25 to the first A / D converter 5 and the second A / D converter 6 via a control line 8 to cause them to output signals at predetermined time intervals, so that the output signals of the first and second A / D converters 5 and 6 periodically arrive at the processing and control part 7, in which the electrical energy of the measured circuit is calculated by multiplying the output data of the first and second A / D converters 5 and 6. The output data, i.e. the data about the electrical energy are output from the processing and control part 7 via an output line 11 to an output connection 10 of the energy meter for electrical energy.

Die Arbeitsweise des bekannten elektronischen Energiezählers für elektrische Energie gemäss Fig. 1 werden nachfol-40 gend beschrieben. Die Spannung und der Strom des zu messenden Kreises werden über den Spannungseingangsanschluss 1 bzw. den Stromeingangsanschluss 2 dem Spannungstransformationsteil 3 bzw. dem Stromtransformationsteil 4 zugeführt. Der Spannungstransformationsteil 3 gibt als 45 Reaktion auf die über den Spannungseingangsanschluss 1 zugeführte hohe Spannung des zu messenden Kreises ein analoges Kleinspannungssignal aus. Der Stromtransformationsteil 4 gibt als Reaktion auf den über den Stromeingangsanschluss 2 zugeführten hohen Strom des zu messenden so Kreises ein analoges Kleinstromsignal aus. Das analoge Kleinspannungssignal aus dem Spannungstransformationsteil 3 wird dem A/D-Umwandler 5 zugeführt. Das analoge Kleinstromsignal aus dem Spannungstransformationsteil 4 wird dem zweiten A/D-Umwandler 6 zugeführt. Die die 55 Spannung des zu messenden Kreises darstellenden digitalen Daten werden aus dem ersten A/D-Umwandler 5 ausgegeben und über die Busleitung 9 dem Verarbeitungs- und Steuerteil 7 zugeführt. Die die Stromstärke des zu messenden Kreises darstellenden digitalen Daten werden aus dem zweiten 60 A/D-Umwandler 6 ausgegeben und über die Busleitung der Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 zugeführt. Die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 führt über die Steuerleitung 8 dem ersten und zweiten A/D-Umwandler 5 und 6 Steuersignale zu, um diese zu steuern. Dadurch werden der erste 65 A/D-Umwandler 5 und der zweite A/D-Umwandler 6 periodisch durch die Steuersignale angeregt, an den Verarbeitungs- und Steuerteil 7 Ausgangsdaten weiterzugeben und die zwei digitalen Daten nämlich die digitalen Spannungsdaten The operation of the known electronic energy meter for electrical energy according to FIG. 1 will be described in the following. The voltage and the current of the circuit to be measured are supplied to the voltage transformation part 3 and the current transformation part 4 via the voltage input connection 1 and the current input connection 2, respectively. The voltage transformation part 3 outputs an analog low-voltage signal in response to the high voltage of the circuit to be measured, which is supplied via the voltage input connection 1. The current transformation part 4 outputs an analog small current signal in response to the high current of the circuit to be measured, which is supplied via the current input connection 2. The analog low voltage signal from the voltage transformation part 3 is fed to the A / D converter 5. The analog low-current signal from the voltage transformation part 4 is fed to the second A / D converter 6. The digital data representing the voltage of the circuit to be measured are output from the first A / D converter 5 and fed to the processing and control part 7 via the bus line 9. The digital data representing the current strength of the circuit to be measured are output from the second 60 A / D converter 6 and fed to the processing and control unit 7 via the bus line. The processing and control unit 7 supplies control signals to the first and second A / D converters 5 and 6 via the control line 8 in order to control them. As a result, the first 65 A / D converter 5 and the second A / D converter 6 are periodically excited by the control signals to pass on output data to the processing and control part 7 and the two digital data, namely the digital voltage data

3 3rd

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aus dem ersten A/D-Umwandler 5 und die digitalen Stromdaten aus dem zweiten A/D-Umwandler 6 werden multipliziert. Die multiplizierten Daten werden bei jeder periodischen Ansprache integriert. Wenn die integrierten Daten einen vorbestimmten Wert überschreiten, wird über die Ausgabeleitung 11 dem Ausgangsanschluss 10 ein Energiezählimpuls von dem Ausgangsanschluss des Verarbeitungs- und Steuerteils 7 zugeführt. Folglich wird durch Zählen der Ausgangsimpulse am Ausganganschluss 10 durch eine herkömmliche Zählerschaltung oder ähnliches die elektrische Energie des zu messenden Kreises erfasst. from the first A / D converter 5 and the digital current data from the second A / D converter 6 are multiplied. The multiplied data is integrated with each periodic address. When the integrated data exceeds a predetermined value, an energy count pulse is supplied from the output connection of the processing and control part 7 to the output connection 10 via the output line 11. Consequently, by counting the output pulses at the output terminal 10 by a conventional counter circuit or the like, the electrical energy of the circuit to be measured is detected.

Ein derartiger elektronischer Energiezähler für elektrische Energie weist jedoch den Nachteil auf, dass er bei geringer Belastung ungenau misst. Beispielsweise weist der Stromtransformator 4 eine nichtlineare Charakteristik auf, wenn die Stromstärke in dem zu messenden Kreis nur 1/50 oder 1 /100 der Nennbelastung des Energiezählers für elektrische Energie ist, wodurch die ungenaue Messung bewirkt wird. Bei einem Energiezähler für elektrische Energie, bei dem der Messfehler selbst bei kleiner Stromstärke vernachlässigbar kleiner sein sollte, ist eine solch ungenaue Messung nicht wünschenswert, wenn eine hochgenaue Messung der elektrischen Energie mit kleinem absoluten Fehler erreicht werden soll. Wenn eine sehr hochgenaue Messung erreicht werden soll, muss beispielsweise ein Stromtransformator mit einem Eisenkern extrem hoher Permeabilität wie bei Permalloy bei geringer magnetischer Flussdichte als Stromtransformationsteil 4 verwendet werden. Selbst wenn elektronische Bauelemente wie der erste und zweite A/D-Umwandler 5 und 6 mit höchster Genauigkeit arbeiten, kann die Messgenauigkeit dieser elektronischen Energiezähler für elektrische Energie, die von der linearen Charakteristik des Stromtransformationsteil 4 abhängt, folglich nicht wesentlich verbessert werden, und wenn dennoch höchste Genauigkeit benötigt wird, werden die Kosten immens. Aus diesen genannten Gründen konnten bisher elektronische Energiezähler für elektrische Energie, die nicht zu teuer sein durften, nicht mit zufriedenstellender Genauigkeit für grosse Stromstärkenbereiche bereitgestellt werden. However, such an electronic energy meter for electrical energy has the disadvantage that it measures inaccurately at low loads. For example, the current transformer 4 has a non-linear characteristic if the current strength in the circuit to be measured is only 1/50 or 1/100 of the nominal load of the energy meter for electrical energy, which causes the inaccurate measurement. In the case of an energy meter for electrical energy, in which the measurement error should be negligibly small even at a low current, such an inaccurate measurement is not desirable if a high-precision measurement of the electrical energy is to be achieved with a small absolute error. If a very high-precision measurement is to be achieved, a current transformer with an iron core of extremely high permeability, as with permalloy with a low magnetic flux density, for example, must be used as the current transformation part 4. Consequently, even if electronic components such as the first and second A / D converters 5 and 6 operate with the highest accuracy, the measurement accuracy of these electronic energy meters for electrical energy, which depends on the linear characteristic of the current transformation part 4, cannot be significantly improved, and if so Nevertheless, the highest level of accuracy is required, the costs are immense. For these reasons, electronic energy meters for electrical energy, which should not be too expensive, have not been able to be provided with satisfactory accuracy for large current ranges.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen elektronischen Energiezähler für elektrische Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, dereine zufriedenstellende Messgenauigkeit mit kleinem absoluten Fehler aufweist. The object of the present invention is therefore to create an electronic energy meter for electrical energy according to the preamble of claim 1, which has a satisfactory measurement accuracy with a small absolute error.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Ein elektronischer Energiezähler für elektrische Energie gemäss der vorliegenden Erfindung weist einen Spannungstransformationsteil zum Ausgeben eines Kleinspannungssig-nals als Reaktion auf die zugeführte hohe Spannung, einen Stromtransformationsteil zum Ausgeben eines Kleinstromsignals auf die eingegebene hohe Stromstärke, einen ersten A/D-Umwandler zum Umwandeln des eingegebenen analogen Kleinspannungssignals aus dem Spannungstransformationsteil in ein digitales Signal, einen zweiten A/D-Umwandler zum Umwandeln des eingegebenen analogen Kleinstromsignals aus dem Stromtransformationsteil in ein digitales Signal, einen Speicher zum Speichern von Korrekturdaten, um Fehler in der Ausgabecharakteristik des Stromtransformationsteiles zu korrigieren und ein Verarbeitungs* und Steuerteil auf, mit dem die Ausgabe des ersten A/D-Umwandlers und die Ausgabe des zweiten A/D-Umwandlers empfangen und unter Berücksichtigung der in dem Speicher gespeicherten Korrekturdaten multipliziert wird. An electronic energy meter for electrical energy according to the present invention has a voltage transformation part for outputting a low voltage signal in response to the supplied high voltage, a current transformation part for outputting a low current signal to the input high current, a first A / D converter for converting the input low-voltage analog signal from the voltage transforming part into a digital signal, a second A / D converter for converting the inputted low-voltage analog signal from the current transforming part into a digital signal, a memory for storing correction data to correct errors in the output characteristic of the current transforming part, and processing * and control section with which the output of the first A / D converter and the output of the second A / D converter are received and multiplied taking into account the correction data stored in the memory.

Durch Korrektur der Nichtlinearität des Stromtransformationsteils mittels der gespeicherten Daten wird eine genaue By correcting the non-linearity of the current transformation part using the stored data, an accurate

Messung der elektrischen Energie über einem grossen Strommessbereich möglich. Measurement of electrical energy possible over a large current measuring range.

Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. The dependent claims contain advantageous developments of the invention.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen: Further details and advantages of the invention result from the following description of an embodiment of the invention with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen elektronischen Energiezählers für elektrische Energie. Fig. 1 is a block diagram of a conventional electronic energy meter for electrical energy.

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines elektronischen Energiezählers für elektrische Energie gemäss der vorliegenden Erfindung. 2 is a block diagram of a preferred embodiment of an electronic energy meter for electrical energy according to the present invention.

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Fehlercharakteristik des Stromtransformationsteiles 4 aus dem Blockdiagramm nach Fig. 2. 3 shows a graphical representation of the error characteristic of the current transformation part 4 from the block diagram according to FIG. 2.

Eine bevorzugte Ausführungsform des elektronischen Energiezählers für elektrische Energie gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben. Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform des elektronischen Energiezählers für elektrische Energie. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Ausführungsform einen Spannungseingangsanschluss 1 aufweist, dem die vergleichsweise hohe Spannung eines nichtab-gebildeten externen Schaltkreises, indem die elektrische Energie gemessen werden soll und der nachfolgend als auszumessender Kreis bezeichnet wird, zugeführt wird. Der Energiezähler weist auch einen Stromeingangsanschluss 2 auf, über den der Strom des auszumessenden Kreises zugeführt wird. Ein Spannungstransformationsteil 3, beispielsweise eine Spannungsteilerschaltung in Form eines Widerstandnetzwerkes oder den Transformator, ist an den Spannungseingangsanschluss 1 angeschlossen, so dass er die Spannung des gemessenen Kreises empfängt und entsprechend der eingegebenen hohen Spannung ein Kleinspannungssignal ausgibt. Ein Stromtransformationsteil 4, beispielsweise ein Stromtransformator, ist mit seinem Eingangsanschluss mit dem Stromeingangsanschluss 2 verbunden, so dass er den Strom des auszumessenden Kreises empfängt und als Reaktion auf den seinem Eingang zugeführten vergleichsweise hohen Strom ein Kleinstromsignal ausgibt. Ausgangsanschlüsse des Spannungs - und Stromtransformationsteiles 3 und 4 sind mit den Eingangsanschlüssen eines ersten A/D-Umwandlers 5 bzw. eines zweiten A/D-Umwandlers 6 verbunden. Beide A/D-Umwandler 5 und 6 sind 8-bit-A/D-Umwandler zum Umwandeln des analogen Kleinspannungssignals aus dem Spannungstransformationsteil und des analogen Kleinstromsignals aus dem Stromtransformationsteil 4 in digitale Signale, die die Spannung und die Stromstärke des auszumessenden Kreises darstellen. Der erste A/D-Umwandler 5 und der zweite A/D-Umwandler 6 sind über eine Busleitung 9 mit einem Verarbeitungs- und Steuerteil 7 und einem Speicherbauteil 12 verbunden. Das Speicherbauteil speichert beispielsweise 8-bit-Daten zu 8-bit-Adressen. Die gespeicherten Daten entsprechen der Charakteristik des Spannungstransformationsteils 3, so dass Korrekturdaten ausgelesen werden, wenn das Ausgangssignal des zweiten A/D-Umwandlers 6 dem Speicherbauteil 12 zugeführt wird, um durch die Nichtlinearität des Stromtransformationsteils 4 induzierte Fehler zu korrigieren und gibt die ausgelesenen Daten zu der Verarbeitungs- und Steuereinheit 7. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verarbeitungs- und Steuerteil 7 ein Microprozessor, der über die Steuerleitung 8 dem ersten und zweiten A/D-Umwandler 5 und 6 Steuersignale zuführt, so dass diese in vorbestimmten Zeitabständen Ausgangssignale abgeben und somit die Ausgangssignale des ersten A preferred embodiment of the electronic energy meter for electrical energy according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 2 and 3. 2 shows a block diagram of the preferred embodiment of the electronic energy meter for electrical energy. It can be seen from FIG. 2 that the embodiment has a voltage input connection 1, to which the comparatively high voltage of an external circuit, not shown, by which the electrical energy is to be measured and which is referred to below as the circuit to be measured, is supplied. The energy meter also has a current input connection 2, via which the current of the circuit to be measured is supplied. A voltage transformation part 3, for example a voltage divider circuit in the form of a resistance network or the transformer, is connected to the voltage input connection 1 so that it receives the voltage of the measured circuit and outputs a low-voltage signal in accordance with the high voltage entered. A current transformation part 4, for example a current transformer, is connected with its input connection to the current input connection 2, so that it receives the current of the circuit to be measured and outputs a small current signal in response to the comparatively high current supplied to its input. Output connections of the voltage and current transformation parts 3 and 4 are connected to the input connections of a first A / D converter 5 and a second A / D converter 6, respectively. Both A / D converters 5 and 6 are 8-bit A / D converters for converting the low-voltage analog signal from the voltage transformation part and the low-voltage analog signal from the current transformation part 4 into digital signals which represent the voltage and the current intensity of the circuit to be measured. The first A / D converter 5 and the second A / D converter 6 are connected to a processing and control part 7 and a memory component 12 via a bus line 9. The memory component stores, for example, 8-bit data at 8-bit addresses. The stored data corresponds to the characteristic of the voltage transforming part 3, so that correction data is read out when the output signal of the second A / D converter 6 is supplied to the memory part 12 to correct errors induced by the non-linearity of the current transforming part 4, and adds the read out data of the processing and control unit 7. In a preferred embodiment of the present invention, the processing and control part 7 is a microprocessor which supplies control signals via the control line 8 to the first and second A / D converters 5 and 6, so that they are sent at predetermined time intervals Output signals and thus the output signals of the first

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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40 40

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50 50

55 55

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A/D-Umwandlers 5 und des zweiten A/D-Umwandlers 6 periodisch der Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 zugeführt werden, in der die elektrische Energie des auszumessenden Kreises durch Multiplizieren der aus dem ersten und zweiten A/D-Umwandler 5 und 6 ausgegeben Daten errechnet wird. Die ausgegebenen Daten, nämlich die Energiezähl werte, werden über die Ausgabeleitung 11 an einen Ausgangsanschluss 10 des Energiezählers für elektrische Energie durch die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 ausgegeben. A / D converter 5 and the second A / D converter 6 are periodically supplied to the processing and control unit 7, in which the electrical energy of the circuit to be measured is output by multiplying that from the first and second A / D converters 5 and 6 Data is calculated. The output data, namely the energy meter values, are output via the output line 11 to an output connection 10 of the energy meter for electrical energy by the processing and control unit 7.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform des elektronischen Energiezählers für elektrische Energie gemäss Fig. 2 wird nachfolgend beschrieben. Die Spannung und der Strom des auszumessenden Kreises werden über den Spannungseingangsanschluss 1 und den Stromeingangsanschluss 2 zu dem Spannungstransformationsteil 3 bzw. dem Stromtransformationsteil 4 eingegeben. Der Spannungstransformationsteil 3 gibt als Reaktion auf die über den Spannungseingangsanschluss 1 zugeführte hohe Spannung des auszumessenden Kreises ein analoges Kleinspannungssignal aus, das von Halbleiterschaltkreisen verarbeitet werden kann. Der Stromtransformationsteil 4 gibt als Reaktion auf die hohe Stromstärke aus dem auszumessenden Kreis, die über den Stromeingangsanschluss 2 zugeführt wird, ein analoges Kleinstromsignal aus, das von Halbleiterschaltkreisen verarbeitet werden kann. Das analoge Kleinspannungssignal aus dem Spannungstransformationsteil 3 wird dem A/D-Umwandler 5 zugeführt. Das analoge Kleinstromsignal aus dem Stromtransformationsteil 4 wird dem zweiten A/D-Umwandler 6 zugeführt. Die digitalen Daten, die die Spannung des auszumessenden Kreises darstellen, werden von dem ersten A/D-Umwandler 5 ausgegeben und über die Busleitung 9 der Verarbeitungs-und Steuereinheit 7 zugeführt. Digitale Daten, die die Stromstärke des ausgemessenen Kreises darstellen, werden aus dem zweiten A/D-Umwandler 6 ausgegeben und über die Busleitung der Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 zugeführt. Der Stromtransformationsteil 4 weist im allgemeinen eine Fehlercharakteristik auf, wie sie in in Fig. 3 dargestellt ist. In Figur 3 auf der Abszisse der gemessene Strom in Prozent der Nennstrombelastung angegeben und auf der Ordinate ist der Fehler in Prozent aufgetragen. Die Fehlercharakteristik wird einzig durch den Aufbau des s Stromtransformationsteils festgelegt, insoweit der elektrische Aufbau und die verwendeten Materialien entscheidend sind, und weist keine Streuung auf. Um am Ausgangsanschluss 10 eine genaue Anzeige der elektrischen Energie zu ermöglichen, muss folglich das von dem zweiten A/D-Umwandler io 6 dem Verarbeitungs- und Steuerteil 7 zugeführte digitale Signal entsprechend der Fehlercharakteristik nach Fig. 3 korrigiert werden. Diese Korrektur wird mittels der in dem Speicherbauteil 12 gespeicherten Daten durchgeführt. Die Verarbeitungs- und Steuereinheit 7 führt über die Steuerlei-i5 tung 8 dem ersten und zweiten A/D-Umwandler 5 und 6 Steuersignale zu, um diese zu steuern. Auf diese Weise werden der erste A/D-Umwandler 5 und der zweite A/D-Umwandler 6 periodisch durch die Steuersignale angesteuert, um als Reaktion auf die Spannung und die Strom-20 stärke des auszumessenden Kreises periodisch Ausgabedaten auszugeben und diese dem Verarbeitungs- und Steuerteil 7 zuzuführen. The mode of operation of the embodiment of the electronic energy meter for electrical energy according to FIG. 2 is described below. The voltage and the current of the circuit to be measured are input via the voltage input connection 1 and the current input connection 2 to the voltage transformation part 3 and the current transformation part 4, respectively. In response to the high voltage of the circuit to be measured, which is supplied via the voltage input connection 1, the voltage transformation part 3 outputs an analog extra-low voltage signal which can be processed by semiconductor circuits. In response to the high current intensity from the circuit to be measured, which is supplied via the current input connection 2, the current transformation part 4 outputs an analog small current signal which can be processed by semiconductor circuits. The analog low voltage signal from the voltage transformation part 3 is fed to the A / D converter 5. The analog small current signal from the current transformation part 4 is fed to the second A / D converter 6. The digital data, which represent the voltage of the circuit to be measured, are output by the first A / D converter 5 and fed to the processing and control unit 7 via the bus line 9. Digital data representing the current strength of the measured circuit are output from the second A / D converter 6 and fed to the processing and control unit 7 via the bus line. The current transformation part 4 generally has an error characteristic as shown in FIG. 3. 3 shows the measured current in percent of the nominal current load on the abscissa and the error in percent is plotted on the ordinate. The fault characteristic is only determined by the structure of the current transformation part, insofar as the electrical structure and the materials used are decisive, and has no scatter. In order to enable an accurate display of the electrical energy at the output connection 10, the digital signal supplied by the second A / D converter io 6 to the processing and control part 7 must consequently be corrected in accordance with the error characteristic according to FIG. 3. This correction is carried out using the data stored in the memory component 12. The processing and control unit 7 supplies control signals via the control line 8 to the first and second A / D converters 5 and 6 in order to control them. In this way, the first A / D converter 5 and the second A / D converter 6 are driven periodically by the control signals in order to periodically output data in response to the voltage and the current strength of the circuit to be measured, and to output this to the processing and supply control part 7.

Wenn die Ausgabedaten aus dem zweiten 25 A/D-Umwandler 6 durch den Verarbeitungs- und Steuerteil 7 empfangen werden, führt letztererein Adresssignal dem Speicherbauteil 12 zu, um die darin gespeicherten Korrekturdaten auszulösen. Dann werden die ausgelesenen Korrekturdaten für den Strom aus dem Speicherbauteil 12 dem Verar-30 beitungs- und Steuerbauteil 7 übergeben, in dem die Multiplikation der Korrekturdaten mit den Ausgabedaten aus dem ersten A/D-U mwandler 5 für die Spannung durchgeführt wird. When the output data from the second 25 A / D converter 6 is received by the processing and control part 7, the latter supplies an address signal to the memory component 12 in order to trigger the correction data stored therein. The read-out correction data for the current from the memory component 12 are then passed to the processing and control component 7, in which the multiplication of the correction data with the output data from the first A / D converter 5 for the voltage is carried out.

Für die im Speicherbauteil 12 gespeicherten Daten zeigt 35 Tabelle 1 ein Beispiel, wobei die Adressen über dem Schrägstrich und die Daten unter dem Schrägstrich gedruckt sind. 35 shows an example of the data stored in the memory component 12, the addresses being printed above the slash and the data below the slash.

Tabelle 1 Table 1

Adresse (A)/Daten (0) Address (A) / data (0)

MSB LSB MSB LSB

8 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit I Bit 8 bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit I bit

0/0 0/0 0/0 0/0

0/0 0/1 0/0 0/1

0/0 0/0 0/0 0/0

0/0 I/O 0/0 I / O

1 1

1/1 1/1

1/1 1/1 1/1 1/1

0/1 1/1 0/1 1/1

1/0 0/0 1/0 0/0

1/0 0/1 1/0 0/1

1/1 0/1 1/1 0/1

Dann werden die multiplizierten Daten bei jeder periodischen Abfrage in dem Verarbeitungs- und Steuerteil 7 integriert. Jedesmal wenn die auf integrierten Daten einen vorbestimmten Wert überschreiten, wird ein Zählimpuls für die elektrische Energie aus dem Ausgangsanschluss des Verarbeitungs- und Steuerteils 7 über die Ausgabeleitung 11 an den 60 Ausgangsanschluss 10 ausgegeben. Folglich wird durch Zählen der am Ausgangsanschluss 10 ausgegebenen Impulse mittels einer bekannten Zählerschaltung oder ähnliches die elektrische Energie des auszumessenden Kreises genau unter Berücksichtigung der Korrekturen entsprechend der Fehler- 65 Charakteristik des Stromtransformationsteiles 4 gemessen. Then the multiplied data are integrated in the processing and control part 7 with each periodic query. Each time the data on integrated data exceed a predetermined value, a count pulse for the electrical energy is output from the output connection of the processing and control part 7 via the output line 11 to the 60 output connection 10. Consequently, by counting the pulses output at the output terminal 10 by means of a known counter circuit or the like, the electrical energy of the circuit to be measured is measured precisely taking into account the corrections corresponding to the error characteristic of the current transformation part 4.

Das in der Tabelle 2 dargestellte Flussdiagramm zeigt die Arbeitsweise der Verarbeitungs- und Steuereinheit 7. The flow chart shown in Table 2 shows the mode of operation of the processing and control unit 7.

Die erläuterte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Aufbau auf, bei der ein erster A/D-Umwandler zur Spannungsmessung und ein zweiter A/D-Umwandler zur Strommessung für einen auszumessenden Stromkreis vorgesehen ist. Um jedoch auf ökonomische Weise Messungen an einer Mehrzahl von auszumessenden Kreisen durchzuführen, kann ein Paar Multiplexer an den Eingängen des ersten und zweiten A/D-Umwandlers 5 und 6 vorgesehen werden, deren Eingangsanschlüsse mit den Spannungsausgangsanschlüssen und den Stromausgangsanschlüssen der auszumessenden Kreise verbunden sind. Wird eine derartige Konfiguration verwendet, können mittels eines Zeitteilverfahrens eine Mehrzahl von Messungen durchgeführt werden. Eine Anwendung der Messvorrich The illustrated embodiment of the present invention has a structure in which a first A / D converter for voltage measurement and a second A / D converter for current measurement are provided for a circuit to be measured. However, in order to economically perform measurements on a plurality of circuits to be measured, a pair of multiplexers can be provided at the inputs of the first and second A / D converters 5 and 6, the input terminals of which are connected to the voltage output terminals and the current output terminals of the circuits to be measured. If such a configuration is used, a plurality of measurements can be carried out using a time division method. An application of the measuring device

5 5

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tung gemäss der vorliegenden Erfindung in einer mehr-phasen-mehrteiligen Messvorrichtung kann durch Vorsehen einer Mehrzahl von Spannungstransformationsteilen und einer Mehrzahl von Stromtransformationsteilen, die über Multiplexer angeschlossen werden, realisiert werden. s device according to the present invention in a multi-phase multi-part measuring device can be realized by providing a plurality of voltage transformation parts and a plurality of current transformation parts which are connected via multiplexers. s

Neben der oben erwähnten Konfiguration, bei der der Verarbeitungs- und Steuerteil 7 durch einen Microprozessor gebildet wird, kann dieser Teil auch in Form eines verdrahteten logischen Schaltkreises ausgebildet sein. Des weiteren kann anstelle der oben erläuterten Ausführungsform, bei der io das Speicherbauteil 12 viele korrigierte Daten speichert, In addition to the configuration mentioned above, in which the processing and control part 7 is formed by a microprocessor, this part can also be designed in the form of a wired logic circuit. Furthermore, instead of the embodiment explained above, in which the memory component 12 stores a lot of corrected data,

andere Speicherkonfigurationen verwendet werden, bei der das Speicherbauteil Fehlerdaten speichert und die Ausgabe des zweiten A/D-Umwandlers 6 unter Verwendung dieser gespeicherten Fehlerdaten kompensiert wird. other memory configurations are used in which the memory component stores error data and the output of the second A / D converter 6 is compensated for using this stored error data.

Wie zuvor erläutert wurde, können bei der Verwendung von in dem Speicherbauteil 12 gespeicherten Korrekturdaten, die durch die Nichtlinearität des Stromtransformationsteils 4 im Messbereich bei kleinen Strömen erzeugten Fehler, im wesentlichen behoben werden. Daher weist das Messgerät nach der vorliegenden Erfindung selbst im Messbereich bei kleinen Strömen eine hohe Genauigkeit auf. Des weiteren besteht keine Notwendigkeit, teure Eisenkerne oder teure grosse volumige Grössen oder spezielle Konfigurationen des Eisenkerns zu verwenden, sondern es kann ein Eisenkern aus einem preiswerten Material kleiner Grösse und einfacher Konfiguration verwendet werden, da der Fehler des Stromtransformationsteils 4 beseitigt werden kann. As previously explained, when using correction data stored in the memory component 12, the errors generated by the non-linearity of the current transformation part 4 in the measuring range in the case of small currents can essentially be eliminated. Therefore, the measuring device according to the present invention has a high accuracy even in the measuring range with small currents. Furthermore, there is no need to use expensive iron cores or expensive large volumetric sizes or special configurations of the iron core, but an iron core made of an inexpensive material of small size and simple configuration can be used, since the fault of the current transformation part 4 can be eliminated.

Tabelle 2 Table 2

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Electronic energy meter for electrical energy with a voltage transformation part (3) for outputting a low voltage signal in response to a high voltage applied to it, a current transformation part (4) for outputting a low current signal in response to a large supplied current, a first A / D converter (5) for converting the analog low-voltage signal input from the voltage transformation part into a digital signal, a second A / D converter (6) for converting the analog low-voltage signal input from the current transformation part (4) into a digital signal, and a processing and control part (7) for multiplying the output of the first A / D converter (5) and the outputs of the second A / D converter (6) by receiving the output of the first and second A / D converter (5,6) by a memory device for storing correction data for correcting the error in the output characteristic of the current transformer tion part (4) by the processing and control part (7).

2. Energy meter according to claim 1, characterized in that the voltage transformation part (3) is a resistance voltage divider.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Energy meter according to claim 1, characterized in that the current transformation part (4) is an inductive current transformer.

4. Energy meter according to claim 1, characterized in that the processing and control part (7) is a microprocessor.

5. Energy meter according to claim 1, characterized in that the correction data stored in the memory component (12) is corrected data which is accessed as an address by the faulty output of the second A / D converter (6).

6. Energy meter according to claim 4, characterized in that the microprocessor (7) carries out the following processing steps: A / D conversion of the input voltage and the input current, input of the A / D-converted digital signal into the processing and control part (7 ), Reading out error-corrected data from the memory component (12) using the digital signal from the current transformation part (4) as the address signal, multiplying the error-corrected data with the digital signal from the voltage transformation part (3), integrating the result of the multiplication, repeating the previous one Steps until the integrated value reaches a predetermined value and output a pulse as a standard value for the measured electrical energy on the output connection (10).