CN107102185A - 一种低成本积分沙漏电度表 - Google Patents

一种低成本积分沙漏电度表 Download PDF

Info

Publication number
CN107102185A
CN107102185A CN201710461063.0A CN201710461063A CN107102185A CN 107102185 A CN107102185 A CN 107102185A CN 201710461063 A CN201710461063 A CN 201710461063A CN 107102185 A CN107102185 A CN 107102185A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hourglass
hole area
magnet coil
slippage slot
supporting plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710461063.0A
Other languages
English (en)
Inventor
陈峥
汪洋
陈蜀乔
申江卫
肖仁鑫
颜文胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Automotive Technology and Research Center Co Ltd
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
China Automotive Technology and Research Center Co Ltd
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Automotive Technology and Research Center Co Ltd, Kunming University of Science and Technology filed Critical China Automotive Technology and Research Center Co Ltd
Priority to CN201710461063.0A priority Critical patent/CN107102185A/zh
Publication of CN107102185A publication Critical patent/CN107102185A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Slot Machines And Peripheral Devices (AREA)
  • Food-Manufacturing Devices (AREA)

Abstract

本发明由分压电阻(1)、可调电阻(2)、复位弹簧(3)、常开触点(4)、电压端电磁线圈(5)、沙漏滑移槽(7)、沙漏孔洞面积控制片(10)、沙漏孔洞面积控制铁心(11)、铁磁体(12)、电流端电磁线圈(13)、铁心滑移空腔(14)、沙漏滑移槽托板(15)构成;电源输出电流的时候,电流通过电压端电磁线圈(5),产生磁场,另一方面,电流端电磁线圈(13)也产生磁场,两个磁场进行叠加,使得铁磁体(12)磁力变强,沙漏孔洞面积发生改变。最终,我们可以实现用一个极低成本的沙漏来计量电度量。本发明避免了复杂的电路结构,成本极低,具有广阔的应用前景和市场前景。

Description

一种低成本积分沙漏电度表
技术领域
本发明涉及一种低成本积分沙漏电度表,属于电子仪表技术领域。
背景技术
普通电表(转盘式电表)工作原理是:当把电能表接入被测电路时,电流线圏和电压线圏中就有交变电流流过,这两个交变电流分别 在它们的铁芯中产生交变的磁通;交变磁通穿过铝盘,在铝盘中感应出涡流;涡流又在磁场中受到力的作用,从而使 铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大,通过电流线圏的电流越大,铝盘中感应出的涡流也越大, 使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大,转矩也越大,铝盘转动也就越快。铝 盘转动时,又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用,制动力矩与主动力矩方向相反;制动力矩的大小与铝盘的转速成 正比,铝盘转动得越快,制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时,铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时,带动计数器,把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
智能电表(全电子式电表)工作原理电子式电度表的基本原理是实时对电源电压、用电电流进行取样、计算。相当于用电压表、电流表持续不断的14h记录电压、电流读数,还有二者相位关系也要记录,根据这一系列的数据最终换算成耗电数。当然,实际中是实时换算的,测量速度也是每秒上千次甚至更多。这些工作均是由内部的微处理器完成的,也就是通常所说的微电脑了,因为没有了机械传动机构且那些电子电路、微电脑电路的功耗可以做的非常低,甚至以微安计,所以他非常省电,这是其中的一个优点。
在一些工业落后而贫困的地区,采用上述的电度表是不太现实的,相对而言上述电度表成本高,结构复杂,因此,采用一种低成本的装置,可以直观测耗电量的电度表是有存在的价值的,目前还没有可行的技术,该问题亟待解决。
发明内容
本发明可以测量交直流的耗电量,可直接观测低成本积分沙漏电度表得知电度值。
本发明由分压电阻(1)、可调电阻(2)、复位弹簧(3)、常开触点(4)、电压端电磁线圈(5)、led灯珠(6)、沙漏滑移槽(7)、沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)、沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)、沙漏孔洞面积控制片(10)、沙漏孔洞面积控制铁心(11)、铁磁体(12)、电流端电磁线圈(13)、铁心滑移空腔(14)、沙漏滑移槽托板(15)、热熔丝(17)构成;
电源电流输出端导电线分为两路,一路为直流输出端,串接电流端电磁线圈(13)后至负载,该电磁线圈同时构成常开触点(4)的继电器线圈;另一路串接分压电阻R(1)、可调电阻(2)、led灯珠(6)、常开触点(4)后再串接一个电压端电磁线圈(5)至负极端,线圈内部为电磁体(12),电磁体的一端植入沙漏滑移槽托板(15)右端铁心滑移空腔(14)内,该空腔的左端设置有沙漏孔洞面积控制铁心(11),沙漏孔洞面积控制铁心(11)与沙漏孔洞面积控制片(10)连接固定,沙漏孔洞面积控制片(10)内设有沙漏孔洞面积控制片U型槽(9),沙漏滑移槽托板(15)内嵌入有沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8),沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)层叠摆放在沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)之上,当两者发生相对运动时,沙漏孔洞面积发生改变。
电度积分沙漏(16)由上沙漏壶(19)与下沙漏壶(20)两部分对接构成,上沙漏壶(19)与下沙漏壶(20)具有相同的结构,体积和容量以及形状完全相同,并设有相同的刻度(18)。
工作原理: 电源电流输出端导电线分为两路,一路为直流输出端,串接电流端电磁线圈(13)后至负载,该电磁线圈同时构成常开触点(4)的继电器线圈;另一路串接分压电阻R(1)、可调电阻(2)、led灯珠(6)、常开触点(4)后再串接一个电压端电磁线圈(5)至负极端。因此,串接电流端电磁线圈(5)中的电流正比于直流输出端接负载的电流。电源输出的总能量用电度表来表征,电源输出的电能E=kVIT,可知E∝V;E∝I;E∝T;这里,V 为输出电压,I输出电流,T时间,k为系数。
电流输出端:由于输出输入电流正比于电流端电磁线圈(13)的电流,那么电流越大磁场就越强。电磁体的一端植入沙漏滑移槽托板(15)右端铁心滑移空腔(14)内,该空腔的左端设置有沙漏孔洞面积控制铁心(11),沙漏孔洞面积控制铁心(11)与沙漏孔洞面积控制片(10)连接固定,沙漏孔洞面积控制片(10)内设有沙漏孔洞面积控制片U型槽(9),沙漏滑移槽托板(15)内嵌入有沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8),沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)层叠摆放在沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)之上,当两者发生相对运动时,沙漏孔洞面积发生改变,这种特别的结构使得在电流发生改变的时候,沙漏孔洞的面积会发生改变,我们也可以根据输出电流的关系特性,设计改变沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)和沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)的形状,使得彼此间沙漏孔洞面积与电流构成线性关系,满足I∝S的关系,其中S沙漏口截面。
电压对电池寿命的影响:考虑另一路串接分压电阻R(1)、可调电阻(2)、led灯珠(6)、常开触点(4)后再串接一个电压端电磁线圈(5)至负极端。载有电流输出的时候,电流端电磁线圈(13)有输出电流,电磁线圈同时构成常开触点(4)的继电器线圈,于是打开常触点(4),于是电流通过分压电阻R(1)、可调电阻(2)、led灯珠(6)、常开触点(4)最后通过电压端电磁线圈(5)回到地端,于是电压端电磁线圈(5)内的电流正比于电源输出电压值,同样,由于输出输入电流正比于电压端电磁线圈(5)的电流,则电流越大磁场就越强,值得注意的是如果输出电流为零,则常开触点不导通,电压端电磁线圈电流为零。电磁体的一端植入沙漏滑移槽托板(15)右端铁心滑移空腔(14)内,该空腔的左端设置有沙漏孔洞面积控制铁心(11),沙漏孔洞面积控制铁心(11)与沙漏孔洞面积控制片(10)连接固定,沙漏孔洞面积控制片(10)内设有沙漏孔洞面积控制片U型槽(9),沙漏滑移槽托板(15)内嵌入有沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8),沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)层叠摆放在沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)之上,当两者发生相对运动时,沙漏孔洞面积发生改变,这种特别的结构使得在电流发生改变的时候,沙漏孔洞的面积会发生改变,我们也可以根据输出电压的线性关系,设计改变沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)和沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)的形状,使得彼此间沙漏孔洞面积与输出电压构成线性关系,满足I∝S的关系,其中S沙漏口截面。
考虑上述两种情况,在存在输出电流的时候,电流通过电压端电磁线圈(5),产生磁场,另一方面,电流端电磁线圈(13)也产生磁场,两个磁场进行叠加,使得铁磁体(12)磁力变强,其工作过程与上述相同,沙漏孔洞面积发生改变。
根据公式E∝VI∝S,我们也可以根据电源电压、电流综合构成的线性关系,设计改变沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)和沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)的形状,使得彼此间沙漏孔洞面积与电流乘电压构成线性关系以及比例系数来确定电度表的刻度,再考虑时间的因素,我们得到Q=Kvit,其中Q为耗电量。最终,我们可以实现用一个极低成本的沙漏来计量电度量。
在具体的使用过程中,如果上沙漏壶(19)内的沙粒全部流到下沙漏壶(20)之后,可以反过来重新计量。
有益效果:电源输出电流时,电流通过电压端电磁线圈(5),产生磁场,另一方面,电流端电磁线圈(13)也产生磁场,两个磁场进行叠加,使得铁磁体(12)磁力变强,沙漏孔洞面积发生改变。最终,我们可以实现用一个极低成本的沙漏来计量电度量。本发明避免了复杂的电路结构,成本极低,具有广阔的应用前景和市场前景。
附图说明
图1为本发明整体电路结构示意图。
图1中: 1.分压电阻,2.可调电阻,3.复位弹簧,4.常开触点,5.电压端电磁线圈,6.led灯珠,7.沙漏滑移槽,8.沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽,9.沙漏孔洞面积控制片U型槽,10.沙漏孔洞面积控制片,11.沙漏孔洞面积控制铁心,12.铁磁体,13.电流端电磁线圈,14.铁心滑移空腔,15.沙漏滑移槽托板,16.电度积分沙漏,17.热熔丝,18.刻度,19.上沙漏壶,20.下沙漏壶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明作进一步说明,但本发明的内容并不限于所述范围。
参见附图1:本发明由分压电阻(1)、可调电阻(2)、复位弹簧(3)、常开触点(4)、电压端电磁线圈(5)、led灯珠(6)、沙漏滑移槽(7)、沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)、沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)、沙漏孔洞面积控制片(10)、沙漏孔洞面积控制铁心(11)、铁磁体(12)、电流端电磁线圈(13)、铁心滑移空腔(14)、沙漏滑移槽托板(15)、热熔丝(17)、上沙漏壶(19)、下沙漏壶(20)、构成。
电源电流输出端导电线分为两路,一路为直流输出端,串接电流端电磁线圈(13)后至负载,该电磁线圈同时构成常开触点(4)的继电器线圈;另一路串接分压电阻R(1)、可调电阻(2)、led灯珠(6)、常开触点(4)后再串接一个电压端电磁线圈(5)至负极端,线圈内部为电磁体(12),电磁体的一端植入沙漏滑移槽托板(15)右端铁心滑移空腔(14)内,该空腔的左端设置有沙漏孔洞面积控制铁心(11),沙漏孔洞面积控制铁心(11)与沙漏孔洞面积控制片(10)连接固定,沙漏孔洞面积控制片(10)内设有沙漏孔洞面积控制片U型槽(9),沙漏滑移槽托板(15)内嵌入有沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8),沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)层叠摆放在沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)之上,当两者发生相对运动时,沙漏孔洞面积发生改变。
在具体的使用过程中,如果上沙漏壶内的沙粒全部流到下沙漏壶之后,可以反过来重新计量。
电压端电磁线圈(5)电流端电磁线圈(13)采用交流电磁线圈则可以做成交流电度表;如果设计成直流电磁线圈,这可以用于做直流电度表,因此这一结构可以适用于计量交流电和直流电的用电量。

Claims (2)

1.一种低成本积分沙漏电度表,其特征是由分压电阻(1)、可调电阻(2)、复位弹簧(3)、常开触点(4)、电压端电磁线圈(5)、led灯珠(6)、沙漏滑移槽(7)、沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)、沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)、沙漏孔洞面积控制片(10)、沙漏孔洞面积控制铁心(11)、铁磁体(12)、电流端电磁线圈(13)、铁心滑移空腔(14)、沙漏滑移槽托板(15)、热熔丝(17)构成;
电源电流输出端导电线分为两路,一路为直流输出端,串接电流端电磁线圈(13)后至负载,该电磁线圈同时构成常开触点(4)的继电器线圈;另一路串接分压电阻R(1)、可调电阻(2)、led灯珠(6)、常开触点(4)后再串接一个电压端电磁线圈(5)至负极端,线圈内部为电磁体(12),电磁体的一端植入沙漏滑移槽托板(15)右端铁心滑移空腔(14)内,该空腔的左端设置有沙漏孔洞面积控制铁心(11),沙漏孔洞面积控制铁心(11)与沙漏孔洞面积控制片(10)连接固定,沙漏孔洞面积控制片(10)内设有沙漏孔洞面积控制片U型槽(9),沙漏滑移槽托板(15)内嵌入有沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8),沙漏滑移槽托板沙漏孔洞面积控制U型槽(8)层叠摆放在沙漏孔洞面积控制片U型槽(9)之上,当两者发生相对运动时,沙漏孔洞面积发生改变。
2.根据权利要求1所述的一种低成本积分沙漏电度表,其特征是上沙漏壶(19)与下沙漏壶(20)具有相同的结构,体积和容量以及形状完全相同,并设有相同的刻度(18)。
CN201710461063.0A 2017-06-18 2017-06-18 一种低成本积分沙漏电度表 Pending CN107102185A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710461063.0A CN107102185A (zh) 2017-06-18 2017-06-18 一种低成本积分沙漏电度表

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710461063.0A CN107102185A (zh) 2017-06-18 2017-06-18 一种低成本积分沙漏电度表

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107102185A true CN107102185A (zh) 2017-08-29

Family

ID=59660672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710461063.0A Pending CN107102185A (zh) 2017-06-18 2017-06-18 一种低成本积分沙漏电度表

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107102185A (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB521780A (en) * 1937-11-27 1940-05-30 Robert Howe Gould Improvements relating to electricity meters
GB792989A (en) * 1955-01-11 1958-04-09 British Insulated Callenders Power factor testing gear for electric circuits
US3611137A (en) * 1969-07-09 1971-10-05 Duncan Electric Co Inc Watt-hour meter with shifting-reluctance accuracy adjustment
US4424484A (en) * 1981-06-10 1984-01-03 Westinghouse Electric Corp. Induction meter having an improved electromagnetic voltage section
CN86204192U (zh) * 1986-06-19 1987-08-05 潘乐幸 节能型交流感应式电度表
CN86204485U (zh) * 1986-07-04 1987-09-30 李安录 防窃电低压配电屏
CN2103147U (zh) * 1991-10-25 1992-04-29 姜旭强 冰箱耗电随意计数表
CN2196784Y (zh) * 1994-02-16 1995-05-10 霍佃玖 电子/感应式直流电量表
CN1142264A (zh) * 1994-01-12 1997-02-05 电力能源研究中心 用于测量由电网供电的应收费的用电量的方法和电子式电表
CN2386445Y (zh) * 1999-07-28 2000-07-05 广西民族学院 机械、电子计数双显示闭环控制电子式ic卡电度表
TW536627B (en) * 2000-07-24 2003-06-11 Sentec Ltd Current sensor
CN1538180A (zh) * 2003-04-18 2004-10-20 张学稳 电能(度)表
CN2840052Y (zh) * 2005-08-17 2006-11-22 北京双目佳测控技术有限责任公司 电能表及其积分还原式电流/电压变换器
CN101271129A (zh) * 2007-03-22 2008-09-24 淄博计保互感器研究所 传感器式高压电能计量方法
JP2009210406A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Fuji Electric Systems Co Ltd 電流センサ及び電力量計
EP2154539A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-17 Kamstrup A/S Consumption meter with magnetic field detector
CN103412473A (zh) * 2013-08-28 2013-11-27 上海市闵行第二中学 一种调时沙漏装置
CN206906438U (zh) * 2017-06-18 2018-01-19 昆明理工大学 一种低成本积分沙漏电度表

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB521780A (en) * 1937-11-27 1940-05-30 Robert Howe Gould Improvements relating to electricity meters
GB792989A (en) * 1955-01-11 1958-04-09 British Insulated Callenders Power factor testing gear for electric circuits
US3611137A (en) * 1969-07-09 1971-10-05 Duncan Electric Co Inc Watt-hour meter with shifting-reluctance accuracy adjustment
US4424484A (en) * 1981-06-10 1984-01-03 Westinghouse Electric Corp. Induction meter having an improved electromagnetic voltage section
CN86204192U (zh) * 1986-06-19 1987-08-05 潘乐幸 节能型交流感应式电度表
CN86204485U (zh) * 1986-07-04 1987-09-30 李安录 防窃电低压配电屏
CN2103147U (zh) * 1991-10-25 1992-04-29 姜旭强 冰箱耗电随意计数表
CN1142264A (zh) * 1994-01-12 1997-02-05 电力能源研究中心 用于测量由电网供电的应收费的用电量的方法和电子式电表
CN2196784Y (zh) * 1994-02-16 1995-05-10 霍佃玖 电子/感应式直流电量表
CN2386445Y (zh) * 1999-07-28 2000-07-05 广西民族学院 机械、电子计数双显示闭环控制电子式ic卡电度表
TW536627B (en) * 2000-07-24 2003-06-11 Sentec Ltd Current sensor
CN1538180A (zh) * 2003-04-18 2004-10-20 张学稳 电能(度)表
CN2840052Y (zh) * 2005-08-17 2006-11-22 北京双目佳测控技术有限责任公司 电能表及其积分还原式电流/电压变换器
CN101271129A (zh) * 2007-03-22 2008-09-24 淄博计保互感器研究所 传感器式高压电能计量方法
JP2009210406A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Fuji Electric Systems Co Ltd 電流センサ及び電力量計
EP2154539A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-17 Kamstrup A/S Consumption meter with magnetic field detector
CN103412473A (zh) * 2013-08-28 2013-11-27 上海市闵行第二中学 一种调时沙漏装置
CN206906438U (zh) * 2017-06-18 2018-01-19 昆明理工大学 一种低成本积分沙漏电度表

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101410717B (zh) 用于测量电功率的装置和方法
CN105866713B (zh) 状态反馈式自激励磁通门传感器
CN203299362U (zh) 饱和磁化强度的测量装置
CN206906438U (zh) 一种低成本积分沙漏电度表
CN202217015U (zh) 一种三相电能计量装置
CN205080166U (zh) 一种电压表
CN203397581U (zh) 安培力实验器
CN107102185A (zh) 一种低成本积分沙漏电度表
CN106054112A (zh) 一种内置虚负荷的电能表
CN206321365U (zh) 基于磁性形状记忆合金的预压型力传感器数据采集装置
CN202915881U (zh) 一种金属基体上非金属覆层测厚仪
Cugat et al. A compact vibrating‐sample magnetometer with variable permanent magnet flux source
CN106653339A (zh) 电流互感器
CN201974985U (zh) 巨磁阻传感实验仪
CN103901368A (zh) 磁性材料的磁参数测量装置
CN201139157Y (zh) 计量储钱罐
CN207908564U (zh) 一种新型机械电表
CN212111561U (zh) 一种基于隧道磁阻芯片的随器电流测量装置
Slavik et al. Magnetic circuit of electromagnetic flow meter with capacitive electrodes
CN203786208U (zh) 一种物理实验用磁电阻特性测量装置
JPH01237461A (ja) 電力モニタ付コンセント
CN107515331B (zh) 一种低成本限电电度显示计
CN206975202U (zh) 一种霍尔元件灵敏度测量装置
CN206489256U (zh) 霍尔效应数字开关测试装置
CN203881921U (zh) 一种磁性材料的磁参数测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170829

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication