CN1082198A - 电度表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能计量多个用户的有功电能、 无机械损耗、可自动抄录的电度表。它由计数器2、 读数器3构成。计数器至少有一个火线输入端5，4 ～60个用户火线输出端8，可计量4～60个用户的 有功电能；读数器通过其数据输入口4与计数器的数 据输出口7相联系，可读出计数器所计量的各个用户 有功电能。

Description

本发明涉及一种有功电能的计量装置，尤其是由记数器、读数器组成的，能计量多用户有功电能的，无机械损耗，可自动读表的电度表。

目前用户普遍使用的感应器单相电度表（单相有功电能表）主要由火线输入端、零线端、用户火线输出端、电流线圈、电压线圈、转盘、制动原件、计度器组成。电压线圈跨接火线输入端和零线端，电流线圈跨接火线输入端和用户火线输出端。电压及电流线圈接入交流电路时，产生交变磁通，从而产生转动力矩，使电度表的转盘转动。制动元件在转盘转动时产生的制动力矩时转盘转速与负载的功率大小成正比。转盘转动时，通过蜗杆及齿轮传动机构带动计度器，计录有功电能的“度”数。由于机械转动时的损耗，当用户负载功率较小时，这种电度计量误差大;在用户集中的区域内，每户一块这种电度表使成本增加、不易于集中管理;这种电度表不能自动读表，当数量多时，抄表人员工作量大。

本发明的目的是提供一种计量多用户有功电能、具有自动读表功能、无机械损耗的电度表。

为达到上述目的，本发明由计数器和读数器两部分构成。有4至60个用户火线输出端的计数器用于计量4至60个用户的有功电能。便携式读数器通过计数器的数据输出口与读数器的数据输入口相联系能自动读出所联系的计数器内各用户的数据。计数器由用户电流取样器、用户电压取样器、乘法器、平均值电路、多路转换器、模数转器、微处理器、存储器、数据输出口、数字显示器和隔离器等主要部份构成。多个用户电流取样器用于各用户电流的取样;跨接在火线输入端和零线端的用户电压取样器用于各用户电压的取样;乘法器用于将取样的用户电流与取样的用户电压相乘，得到用户瞬时功率;所得的用户瞬时功率经平均值电路后，得到用户的有功功率;模数转换器将用户有功功率转换为数字化有功功率;数字化有功功率在微处理器内乘固定的时间、不断累加得到用户的有功电能;数字显示器采用循环方式显示各用户的有功电能;存储器用于存放微处理器的程序和各用户的数据;微处理器控制多路转换器使模数转器遂次地转换各用户的有功功率并不断循环这个过程;存入在存储器内的各用户的数据可经微处处理器通过隔离器至数据输出口送出;隔离器将数据输出口与其他部分隔离。计数器可有一个火线输入端（例单相时），也可有多个火线输入端（例三相时）。为降低每个用户的成本并兼顾电路易于实现，计数器应有4～60个用户火线输出端。读数器是由抄表人员随身携带小型仪器。读数器由数据输入口和存储打印单元两部份作为主要部件。抄表人员如果要读取某计数器内的数据，只需将读数器的数据输入口与计数器的数据输出口相联系，可自动读出所联系的计数器内各用户的数据。存储打印单元用于保存或打印计数器内的数据。

本发明在用户集中区域的使用可降低每个用户的成本、便于集中管理、方便抄表人员。由于本发明中使用电子元件无机械损耗，故减少小功率负载时的计量误差。

图1是本发明的整体构成及本发明与外部的联系。

图2是计数器的原理图。

图3是计数器第一实施例的电路原理图。

图4是计数器第一实施例的电路原理图。

图5是读数器第一实施例的电路原理图。

图6是读数器另一实施例的电路原理图。

如图1所示，本发明1由计数器2和读数器3组成。至少一根外火线10通过火线输入端5输入计数器2，外火线的公共零线11也输入计数器2的零线输入端6。计数器2的多个用户火线输出端8与多个用户14火线12相连。各用户的零线13与用户零线端9相连。计数器2计量4～60个用户的有功电能。抄表人员可携带读数器3通过将读数器3的数据输入口4与计数器2的数据输出口7相联系，可自动读出所联系的计数器2内各用户的数据。

图2是计数器2的原理图。外火线10通过火线输入端5输入计数器2;外火线的公共零线11通过零线输入端6输入;由火线输入端5输入的火线经多个用户电流取样器16后接到多个用户火线输出端8;零线输入端6与用户零线端9相连;零线输入端6和用户零线端9组成零线端41;用户电流取样器16用于取样用户电流;用户电压取样器15用于取样用户电压;乘法器17将取样的用户电流与取样的用户电压相乘，得到用户的瞬时功率;乘法器17的输出经平均值电路18得到用户有功功率;有功功率经模数转换器19变为数字化的有功功率送入微处理器20;在微处理器20中将数字化的有功功率乘以循环检测所有用户所用的时间T得到用户T时间内的有功电能，用户T时间内的有功电能不断累加即得到用户的有功电能，数字显示器22用于轮流显示各用户的有功电能数;存储器21用于存储数据和程序;微处理器20、模数转换器19、存储器21和数字显示器22之间用总线24连接;微处理器20经隔离器23与数据输出口7相联用于输出计数器2内部的数据。

图3是计数器第一实施例的电路原理图，用户电压取样器16由阻值为0。0005～0。5欧的电阻构成，用户电压取样器15由两电阻组成的分压器构成，各用户的取样电流与用户的取样电压通过时间分割式乘法器17相乘，乘法器17输出经平均值电路18至多路转换器26，单火线采集单元25负责采集某个火线输入端5上各用户的有功功率（有几个火线输入端5就有几个单火线采集单元25），各单火线采集单元25的输出经多路转换器27选择至积分型模数转换器19，存储器21由64K的ROM和64K的RAM组成，数字显示器22由数码管组成，微处理器20由MCS-51系列单片机构成（也可使用MCS-96、MCS-48系列单片机），总线24由控制总线、数据总线、地址总线构成，微处理器20通过总线24与模数转换器19、存储器21、数字显示器22与多路转换器26、27相连，微处理器20的串行通信接口28经由光电合器构成的隔离器23与数据输出口7相联。多路转换器26、27工作过程是：先使多路转换器27接通某个单火线采集单元25，然后使多路转换器26依次将该单火线采集单元25中的各平均值电路18的输出送到模数转换器19进行模数转换;再使多路转换器27接通下个单火线采集单元25，……;不断循环。按此方案，有4～60个用户火线输端8的计数器2比较合理。

图4是计数器2另一实施例电路原理图。单火线采集单元25这样实现：各用户电流取样器16的输出直接连多路转换器26（这里的多路转换器26控制方法同第一实施例中的多路转换器26）;交流电周期检测器29用于检查交流电的周期，其输出向微处理器20的中断端30发出中断和控制平均值电路18工作时间（工作时间是交流电周期的整数倍）;微处理器20周期地响应中断，通过总线24控制多路转换器26、27工作。其它部份同第一实施例。

图5是读数器3第一实施例电路原理图。微处理器34的串行通信接口40与数据输入口4连接，用于读出计数器2内的数据;微处理器34的串行通信接口40又同时与接插件39相连，用来与外部其他设备（例如计算机）的RS-232口相连，使用接插件39可将读数器3内的数据送入外部其他设备;存储器32由ROM37、RAM38组成;ROM37用于存放微处理器34的程序;RAM38用于存放数据;打印机接口电路36与微型打印机33相连;总线35由数据总线、地址总线和控制总线组成，微处理器34通过总线35与存储器32、打印机接口电路36相连;微处理器34、总线35、存储器32、打印机接口电路36、微型打印机33组成存储打印单元31。微处理器34是MCS-51系列单片机，微型打印机33是TP系列微型打印机。

图6是读数器3另一实施例，其存储打印单元31由微处理器34、总线35、ROM37、打印机接口电路36和微型打印机33组成，故只能直接打印出计数器2内的数据。

Claims (8)

1、一种计量电能的电度表，包括计量用户有功电能的计数器，计数器由火线输入端、零线端、用户火线输出端组成，其特征在于：它还有一个读数器3，计数器2还有用于输出数据的数据输出口7，读数器3有用于输入数据的数据输入口4，计数器2和读数器3是通过数据输出口7与数据输入口4相联系的两个分离部份，计数器2还有4～60个用户火线输出端8、多个用户电流取样器16、用户电压取样器15、乘法器17、平均值电路18、模数转换器19、微处理器20、总线24，火线输入端5经多个用户电流取样器16到多个用户火线输出端8，用户电压取样器15跨接火线输入端5和零线端41，乘法器17在用户电流取样器16和用户电压取样器15的后面，乘法器17输出连接平均值电路18，模数转换器19在平均值电路18的后面，微处理器20通过总线24与模数转换器19连接，读数器3还有存储打印单元31，存储打印单元31与数据输入口4相连。

2、根据权利要求1所述的电度表，其特征在于乘法器18是时间分割式乘法器。

3、根据权利要求2所述的电度表，其特征在于用户电流取样器16是电阻器。

4、根据权利要求3所述的电度表，其特征在于用户电压取样器15是电阻器。

5、根据权利要求4所述的电度表，其特征在于模数转换器19是12位的模数转换器。

6、根据权利要求5所述的电度表，其特征在于微处理器20是MCS系列单片机。

7、根据权利要求3所述的电度表，其特征在于用户电流取样器16是阻碍范围在0。0005～0.5欧的电阻器。

8、根据权利要求5所述的电度表，其特征在于模数转换器19是12位积分型模数转换器。

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