CN1281989A - 篡改/电源故障的鉴别方法和设备 - Google Patents

Abstract

电度表包括耗能测量信号源、可拆除的外壳、测量电路和抗篡改电路。可拆除的外壳具有一个安装位置和一个非安装位置。可拆除的外壳还具有电力输入端,当处在安装位置时,用于接收来自电力线的电能。测量电路被紧固在外壳内,以及被耦合到耗能测量信号源,以便当外壳处在安装位置时接收来自该信号源的耗能测量信号。测量电路被做成至少部分地基于所述测量信号来产生计量信息。篡改检测电路被紧固在外壳内,以及用来检测送到外壳输入端的电能的中断,以及判决当检测到送到外壳输入端的电能的中断时外壳是否处在非安装位置。

Description

篡改／电源故障的鉴别方法和设备

本发明涉及电度表，具体地，涉及其中包括电子测量电路的电度表。

电度表是一种用来，尤其是，探测电能消耗的装置。许多电表，包括有关居住区用户所使用的电表，是由连接在公用电力线和用户的电系统之间的封闭单元组成的。电表是基于正在通过的量来测量和记录耗能的。通常，公用设施提供者从每个电表得出消耗的信息，从而向客户收费。

电度表在历史上一直采用旋转的圆盘，它是通过电磁感应运行的。旋转的圆盘正比于消耗的电力量旋转。在电表中的一系列机械计数器累积或登记圆盘的旋转圈数。然后，电力部门根据自从上一次收费以来所出现的旋转圈数向用户收费。

最近采用的电表是累积耗能信息而不使用旋转圆盘。这样的电表通过使用数字处理技术来得到电力消耗信息。电表不单消除了运动部分和典型地与之有关的缺点，而且易于实现完美的耗能信息处理，这可被使用来提高能量传递网络的效率。电表典型地包含耗能测量信号源和测量电路。耗能测量信号典型地是模拟信号，它们代表了所计量的系统耗能。测量电路把能量测量信号数字化，然后对数字化的信号进行计算，得出以瓦时、伏安小时、和／或其它有关能量的数值的形式的消耗信息。测量电路累积耗能信息，用于收费和其它用途。

与计量有关的共同问题是通过电表篡改而进行的能量偷窃。电表篡改仅仅在北美地区就造成每年几亿美元的损失。电表篡改的主要目标是消耗不被电表测量或累积的电能。避免计量消耗的电力的明显的方法是把电表从电力线上取下，以使得在电表被去除时对于消耗的电力不产生记录。然后，在查表人员回来读表以前，电表可被重新连接。

为了检测这样的去除，电表常常包含密封装置，必须弄破该装置才能实施去除电表。密封装置可以包括特殊的封蜡结合一个铁丝环。大多数包括上述的蜡和铁丝密封的密封装置在把电表去除时被破坏。因此，如果电表被去除过并且在查表人员回来读表以前被恢复，则查表人员可以通过观察破损的密封而检测到篡改事件。使用这样的密封装置，或单独使用的密封装置，具有这样的缺点，即每次电表从电力线上取下都需要恢复，而不管这样的去除是否涉及到篡改。因此，电表服务人员在电表可能被篡改或电表需要维修时，必须携带用于重新密封电表的材料和工具。

单独使用电表密封装置的以上的缺点在模块式电表设计中被放大了。特别是，已经开发了模块式电表，其中高电力传感元件是在与处理／测量电路分开的盒子内。因为这样的模块式电表的处理／测量电路用来登记和显示累积的耗能信息，所以，只要去除包含处理／测量电路的模块，这样模块式电表就更容易遭受到能量偷窃。然而，理论上，现有技术的单独使用的密封装置可被利用在处理／测量模块与传感模块的互联上来检测这样的篡改。

然而，单独使用的密封装置在模块式电表中是特别不利的，因为在某些方面，包括处理／测量电路的模块被设计成可去除的。具体地，实施模块式电表的一个目的是允许电表升级成能包括不同的功能而不必替换整个电表。而是，只需要替换处理／测量模块。因此，模块式电表解决最近的对于部分地由电力工业的不规范而激发的这样的增强的升级能力的需要。结果，模块式电表的处理／测量模块被去除的频繁度多半会大大高于单件式电表在历史上从电力线上去除的频繁度。

因此，在模块式电表的处理／测量模块上单独使用抗篡改密封装置将需要以比起普通单件式电表使用时的更高频繁度被替换。这样，由于单独使用的密封装置造成的不方便性在模块式电表设计中被放大了。

因此，需要一种可重新使用的抗篡改的装置，它在电表被去除时是不破坏的，而仍旧记录或登录有关篡改事件的信息。而且，需要一种可重新使用的抗篡改的装置，它容易重新使用，而不需要任何特殊的工具。最后，需要这样的装置具有高的可靠度。

本发明通过在电表中采用抗篡改电路来满足以上的需要以及其它需要，该抗篡改电路被紧固在可去除的表壳中以及当电源从表壳中去除时用来检测表壳是否被正确地安装。具体地，当加到表壳的电源被中断时，检测潜在的篡改事件。该电路在检测到电源中断时通过检测表壳是否处在正确的位置而把篡改和正常的电源中断区分开来。如果检测到篡改，可任选地设置有关标志。然后，该标志可被传送到电力部门人员，以便把篡改事件告知电力部门。

在一个实施例中，本发明是用于测量由负荷消耗的电能量的电表。该电表包括耗能测量信号源、可拆除的外壳、测量电路和抗篡改电路。可拆除的外壳具有一个安装位置和一个非安装位置。可拆除的外壳还具有电力输入端，当处在安装位置时，用于接收来自电力线的电能。测量电路被紧固在外壳内，以及被耦合到耗能测量信号源，以便当外壳处在安装位置时接收来自该信号源的耗能测量信号。测量电路被做成至少部分地基于所述测量信号来产生计量信息。抗篡改检测电路被紧固在外壳内，以及用来检测送到外壳输入端的电能的中断，以及确定当检测到送到外壳输入端的电能的中断时外壳是否处在非安装位置。

应当指出，在把篡改标志传送到电力部门后，篡改标志可在抗篡改电路中被复位。因之，本发明的抗篡改电路不引起零件的破坏和替换。

通过参考以下的说明和附图将更容易地明白本发明的以上讨论的特性和优点以及其它的特点。

图1显示了具有按照本发明的抗篡改电路的示例性电子电度表的方框图，其中电子电度表的外壳处在非安装位置；

图2显示了处在安装位置时的图1的电表的方框图；

图3显示了具有按照本发明的抗篡改电路的示例性模块式电表的部件分解图；

图4显示了图3的模块式电表的安装结构的部件分解图；

图5显示了图3的电表的剖视图，其中测量模块相对于传感器模块处在安装位置；

图6显示了图3的电表的传感器模块的原理示意图；

图7显示了图3的电表的测量器模块的原理示意图；以及

图8显示了图7的测量器模块的处理器的运行的示例性流程图。

图和2显示了按照本发明的示例性电子电度表100的方框图。电表100是用来测量由用户负荷102所消耗的电能总量的装置。用户负荷102，例如，可以是工业设施、商业部门、或居民大楼的电系统。用户负荷102被做成从熟知的“网络”连线结构配置中的相A电力线φA，相C电力线φC，和中性电力线N得到电力。然而，应当指出，按照本发明的电表100可以容易地适用于包容通过任何标准的连线结构接收电能的电系统，这些连线结构包括，但不限于，三线△、四线Y、四线△、和单相连线结构。

电表100包括耗能测量信号源104、可拆除的外壳106、测量电路108、抗篡改电路和供电电源112。电表还包括电源故障检测电路111和备份供电电源113。

耗能测量信号源104可以适用于任何产生代表流过电力线φA、φC、和N的电力的信号的电路或电路的组合。例如，耗能测量信号源104可以适当地包括一个或多个电压传感器和一个或多个电流传感器。电压传感器连接在每相电力线与中性电力线之间，以及产生代表在每个电力线上的电压的信号。电流传感器可以适当地包括一个线圈，它完成从相A电力线和相φC电力线φC到用户负荷102的电路，和用于测量在线圈中的电流的装置。在某些系统中，电表不完成从电力线到负荷的电路，而是从被耦合到电力线φA、φC的外部的变压器得出电流信息。电压传感器(例如分压器电路)和电流传感器(例如嵌入的线圈、电流变换器、和并联支路)的各种形式是熟知的。

可拆除的外壳106是结构性封闭装置或盒子，它具有一个安装位置和一个非安装位置。然而，应当指出，在这里使用名称“封闭装置”或“盒子”决不是指外壳106必须完全地包住任何物体。无论如何，图1显示了在非安装位置下的可拆除的外壳106以及图2显示了在安装位置下的可拆除的外壳106。可拆除的外壳106被做成可由安装装置118容纳的。安装装置118是用来提供在电表(例如电表100)和电力线φA、φC、和N之间的互联的装置。这样的装置具有熟知的各种不同的设计。可拆除的外壳106当被耦合到安装装置118时(见图2)，处在安装位置。相反，可拆除的外壳106当没有被耦合到安装装置118时(见图1)，处在非安装位置。

可拆除的外壳106具有两个以连接头形式的电力输入端114，116，当外壳106处在安装位置时(见图2)，这些电力输入端从相C电力线φC上接收电能。在这里所描述的实施例中，两个电力输入端114，116又被耦合到供电电源112。供电电源112是用来把从相C电力线φC经过电力输入端114和116接收的交流(“AC”)电能变换成DC(直流)偏置电力，供测量电路108和其它电路使用。

备份供电电源113是用来在电源中断事件时把电力耦合到电力输入端114，116的电路或装置。备份供电电源113用来提供电力，供电表100在电源中断事件时有限的运行使用，以允许把关键的数据存储到非易失性存储器中，或把电源故障事件告知远端设施。这样的备份供电电源是熟知的，它可以包含一个或多个电池和／或储能电容器。

测量电路108被紧固(或者直接或者间接)在可拆除外壳106内，而且被耦合到耗能测量信号源104，以便从该信号源接收耗能测量信号。为此，在这里所揭示的实施例中的测量电路108包括处理器120，它将在下面被讨论，也构成抗篡改电路110的一部分。无论如何，测量电路108是一种电路，可以包括附加处理器、模拟-数字变换器、复接器和用来把由耗能测量信号源104产生的能量测量信号变换成计量信息的其它的数字装置。

计量信息是与由用户使用的能量有关的信息，典型地以标准化的单位计，它可以包括累积的千瓦-小时(kwh)，伏安-小时(va-hr)，或电抗性伏安-小时(var-hr)信息。计量信息典型地是以易于通过传输或通过可见的显示器被传送到电力部门的一种格式。能用来从耗能测量信号产生计量信息的适当的测量电路的例子在下面结合图7进行讨论。

回过来参照图1和2，抗篡改电路110也被紧固在可拆除的外壳106内，它也可用来检测加到电力输入端114，116的电能的中断，以及确定当检测到这样的电能中断时，外壳106是否处在非安装位置。为了检测加到电力输入端114，116的电能的中断，这里所描述的示例性实施例的抗篡改电路110可用来检测供电电源112的输出端122处的电压何时降低到预定的门限值以下。

为此，在这里所描述的示例性实施例中，抗篡改电路111包括电源故障检测电路111，它被耦合到供电电源112的输出端。图1所示的电源故障检测电路111是用来当供电电源112的输出端122处的电压降低到预定的门限值以下时产生电源故障信号的装置。为此，电源故障检测电路111可以包括比较器，具有被连接到齐纳二极管参考电压电路的一个差分输入端和被连接到供电电源输出端122的另一个差分输入端。这样的电路是熟知的。

抗篡改电路110也优选地包括处理器，它接收电源故障信号，然后根据该信号，确定外壳106是处在安装位置还是处在非安装位置。具体地，在图1和2的实施例中，测量电路108的处理器也起到抗篡改电路110的处理器的作用。将会看到，抗篡改电路110中的处理器的功能可以很容易由本领域技术人员合并到由电子电度表的适当的测量电路的任何处理器完成的功能中。特别是，因为抗篡改电路消耗相对较少的计算性操作，抗篡改电路110的处理功能将不太影响在大多数模块式电度表测量电路中的任何处理器的运行。替换地，抗篡改电路110可以适当地采用分开的处理器，或一种被使用于不涉及测量电路108的其它计量功能的处理器。

无论如何，本发明的处理器120通过使用安装连续性电路确定可拆除的外壳106是处在安装位置还是处在非安装位置。安装连续性电路包括第一外壳端子124和第二外壳端子126。第一外壳端子124被耦合到偏置电压源，这里被显示为处理器120的第一输出端128。替换地，第一外壳端子124可以被耦合到另一个偏置电压源，例如供电电源112的输出端122。第二外壳端子126被耦合到处理器120的第一输入端。

第一外壳端子124被做成当可拆除的外壳106处在安装位置时(见图2)被电耦合到第二外壳端子126。相反地，第一外壳端子124被做成当可拆除的外壳106处在非安装位置时(见图1)与第二外壳端子126断开电耦合。为此，当可拆除的外壳106处在安装位置时，至少第一外壳端子124的一部分和第二外壳端子126被调整到电耦合到一个位于安装装置118内的导体132。

应当指出，处理器120被适当地编程，以便根据偏置电压是否被加在第二外壳端子126上来确定可拆除的外壳106处在非安装位置。

在一个替换的实施例中，电源故障检测电路111没有被耦合到供电电源112的输出端122，而是被耦合到电力输入端114和116。这样的电源故障检测电路的例子可以适当地包括门限比较器，被耦合到电力输入端114，116，它产生一个具有代表电力线上电压的占空比的脉冲宽度调制信号。然后，处理器120通过确定脉冲宽度调制信号的占空比是否低于预定的门限值而确定送到电力输入端114，116的电力是否中断。

而且，在另一个替换的实施例中，安装连续性电路需要不依赖于在安装装置118中的导体132。而是，可以采用机械开关，当外壳可拆除的外壳106处在安装位置时，迫使该开关进到第一位置，以及当外壳可拆除的外壳106处在非安装位置时，把该开关转到第二位置。开关可被做成当处在第一位置时闭合在第一外壳端子124和第二外壳端子126之间的电路，以及当处在第二位置时打开在第一外壳端子124和第二外壳端子126之间的电路。虽然使用这样的开关消除了对于具有导体132的安装装置的需要，但无论如何不希望把运动部件引入到本发明的抗篡改装置中。在再一个实施例中，安装连续性电路可以包括光学元件，而不用或除了电元件以外。

在上述的本发明的实施例的操作中，技术人员安装可拆除的外壳106，以便实现用户负荷102的计量。为此，可拆除的外壳106被耦合到安装装置118(见图2)。当可拆除外壳106被安装时，耗能信号源104被耦合到电力线φA、φC、N上。同样地，第一外壳端子124和第二外壳端子126通过导体132进行电耦合。

一旦被安装，电表100实行耗能计量功能，正如技术上熟知的。具体地，耗能测量信号源104检测在电力线上的电压和电流，以及从该信号源产生耗能测量信号。这样的信号例如可以包含代表每相上的电压波形的模拟信号和代表每相上的电流波形的信号。然而，其它的电表可以采用代表由电力线上的电压和电流表示的耗能的、提供脉宽调制信号的信号。能够产生这样的耗能测量信号的电路是熟知的。

同时，供电电源112从电力输入端114和116接收AC电能，以及在其输出端122提供偏置电压。偏置电压按所需要地提供偏置电力给处理器120以及测量电路108和抗篡改电路110的其它元件。

回到耗能测量运行，耗能测量信号源104提供耗能测量信号给测量电路108。测量电路108把耗能测量信号转换成数字的测量信号。然而，在替换的实施例中，耗能测量信号本身可能已经是数字信号。在任一事件中，处理器120或者单独地或者与测量电路108内的其它处理器或电路相结合，从数字测量信号产生计量信息。计量信息，特别是包括与耗能有关的信息，在这里被称为累积的耗能信息。累积的耗能信息，特别是被用来对于能量使用向用户收费。

然后，计量信息被存储和／或向外传送。计量信息可被存储在位于处理器120内的存储器中，或位于测量电路108的另一个部分中的存储器(未示出)。计量信息可以提供可见的显示器121或通过外部的通信电路(未示出)向外传送。在输送计量信息时所使用的适当的显示和通信电路在技术上是熟知的。

在所揭示的实施例中的抗篡改电路110在正常计量运行期间实际上不影响电表100的运行。无论如何，处理器120优选地在处理器120具有偏置电力的所有时间，在其第一输出端128上产生以高的逻辑电平电压形式的偏置电压。

无论如何，抗篡改电路110主要在检测到加到电力输入端114和116的电力的中断后运行。在电力输入端114和116处的电能典型地只在电力线φA、φC、N经受到电力中断时，或当可拆除的外壳106从安装装置118上去除时才被中断。

正如下面更详细地讨论的，本发明的抗篡改电路110在电力线φA、φC、N上的电力中断(不是篡改事件)与在安装装置118上可拆除的外壳106的去除(潜在地构成篡改事件)之间进行区分。具体地，如果可拆除的外壳106被从安装装置118上去除，如图1所示，则测量电路104不能产生以累积的耗能信息形式的计量信息。如果可拆除的外壳106被去除以及另一个装置被使用来完成在电力线φA、φC、N与用户负荷102之间的电路，则用户负荷102可以消耗电力，而不被检测，从而不会由电力部门对于电力使用进行收费。为了检测这样的能量偷窃，抗篡改电路110根据对于到电力输入端114，116的电源中断的检测，确定外壳106是否处在安装位置。

通过对于在电力使用期间和在从安装装置118去除可拆除的外壳106期间抗篡改电路110的运行的讨论，说明了这样的运行。

在电力使用期间，很少或没有电压或电流在电力线φA、φC、N上呈现电能。结果，很少或没有电压从相C电力线φC上被提供给电力输入端114，116。因为很少或没有电压被提供给电力输入端114，116，所以供电电源112在其输出端122上产生偏置电压。虽然供电电源112由于在一个或多个内部的电容上的电荷的耗散，可以在短的时间间隔内提供偏置电压，但输入电力的损失实际上导致供电电源112的输出端上的电压的很大的减小，如果不是全部损失的话。

当输出端122处的偏置电压降低到预定的门限值以下时，电源故障检测电路111产生电源故障信号，以及把它提供给处理器120。同时，备份供电电源113，根据输出端122上偏置电压的减小，开始提供辅助的偏置电力给篡改检测电路110和测量电路108的至少一部分。，具体地，备份供电电源113提供辅助偏置电力至少给处理器120。

处理器120接收电源故障信号，然后用来确定正的逻辑电压是否出现在第一输入端130。因为电源中断是由于电力线停电，外壳106仍被耦合到安装装置118，第一外壳端子124和第二外壳端子126仍通过导体132被进行电连接。结果，第一输入端130仍通过第一外壳端子124、第二外壳端子126、和导体132被连接到第一输出端128。因此，处理器120确定在第一输出端128处产生的高的逻辑电平电压出现在第一输入端130处，由此表示可拆除的外壳106处在安装位置。

相反地，如果可拆除的外壳106从安装装置118处被去除，则处理器120确定发生篡改事件。

具体地，当可拆除的外壳106从安装装置118处被去除时，电力输入端114从相位C电力线φC断开连接，以及电力输入端116从中性电力线N断开连接。因为电力输入端114和116分别从电力线φC和N断开连接，没有电压或电流到供电电源112。结果，供电电源112不能在其输出端122上产生偏置电压。

根据在输出端122处的电压的降落，电源故障检测电路111用来如上所述地产生电源故障信号，和提供电源故障信号给处理器120。同时，备份供电电源113，也如上所述地，开始提供辅助偏置电源至少给处理器120。处理器120接收电源故障信号，然后确定高的逻辑电平电压出现在第一输入端130上。

因为电源中断是由于可拆除的外壳106被去除，第一外壳端子124和第二外壳端子126不再是通过导体132电连接的。结果，第一输入端130不再连接到第一输出端128。因此，处理器120确定在第一输出端128产生的高的逻辑电平电压，由此表示可拆除的外壳106处在非安装位置。

处理器120，在送到电力输入端114和116的电源中断期间确定外壳处在非安装位置后，登记潜在的篡改事件，优选地是设置一个标记，被存储在非易失性存储器中，未示出。非易失性存储器适当地可以是非易失性RAM、电可擦可编程只读存储器(“EEPROM”)、电磁继电器，或其它类似的器件。标志可被处理器120使用来当电力被恢复加到电表时使得显示器121上的特定的篡改指示器发光。该标志只能由电力部门技师通过磁簧片开关，按键开关或通过在电表的键盘上，或在外部的可编程或通信设施上的键盘上，输入特定的代码才被复位。

替换地，篡改事件可以通过通信电路被传送到远端监视单元。一旦电表被放回到外壳106中，这样通信就可被实施。

这样，本发明的篡改检测电路110鉴别篡改事件而不靠封蜡、密封、和其它被破坏的以及必须被替换的实体。具体地，通过在检测到送到电力输入端114和116的电源中断期间，确定外壳106是否处在非安装位置，抗篡改电路110鉴别这样的情形，其中尝试进行去除外壳106来禁止测量电路108工作从而实施能量偷窃，以及把这种情形与其中发生电源停电的情形区分开来。与现有技术的设计相反，本发明不需要一次性使用的元件，如封蜡，它们需要专门的替换材料。而是，本发明只需要普通的电表读数设备(诸如，簧片开关装置、按下开关按钮、或编程器件)，以便一旦已经由电力部门得到篡改事件信息，用来重新配置电表。

而且，上述的本发明的实施例具有相对较可靠的设计，因为它很少或没有包括运动零件。即使在连续性电路中采用了机械开关，该开关可以具有相对较坚实的设计，因为开关值需要做成根据可拆除的外壳106是否处在安装位置而被打开或闭合。

图3到8上显示了本发明的一种替换的实施例。该替换的实施例在模块式电表10中采用了按照本发明的抗篡改电路。通常，模块式电表是一种装置，其中耗能测量信号源不是位于包含测量电路的外壳内。而是，模块式电表的测量电路42位于第一外壳14a内，或包含模块式电表的一部分，被称为测量模块14。然而，耗能测量信号源、电压和电流传感器15位于第二外壳12a内，它容纳或支撑电表的一部分，被称为传感器模块。

按照本发明的抗篡改电路在模块式电表中是特别有用的，因为测量模块14预计是容易去除和替换的。换句话说，虽然图1和2上的模块式电表100的外壳106很少被去除，除了在篡改事件以外。图3的电表10的测量模块14被设计成被去除，以便实现服务和／或计量能力的升级。因此，使用破坏性的、单独使用的、抗篡改器件，诸如封蜡，在模块电表10的测量模块14与传感器模块12之间的互联时甚至比起在图和2的电表100的外壳106与电表安装装置118之间的互联时，更不太想要的。

现在参照模块式电表100，图3显示了按照本发明的示例性模块式电表10的剖视图。模块式电表包括作为其基本部件的传感器模块12和测量模块14。电度表10被做成如下所述的，使得测量模块14是可从传感器模块12上去除的。示例性电度表10是一种在电度表工业中被称为12S电表形式的电表。电表形式涉及到电表安装，例如，它是单相还是多相电表。无论如何，应当指出，本发明并不限于涉及12S电表形式的专利申请，而可以由本领域技术人员容易地被引用到2S、3S、4S、8S／9S和其它已知的电表形式。

传感器模块12的外壳12a容纳电压和电流传感器15，它按照这里所描述的示例性实施例，包括第一和第二电流变换器16a和16b，第一和第二电流线圈18a和18b，以及一个或多个中性接触片20。第一电流线圈18a包括第一和第二末端，分别限定第一和第二电流接触片22a和24a被可兼容的电表插座的夹爪接纳(见图4)。第二电流线圈18b同样地包括第一和第二末端，分别限定第一和第二电流接触片22b和24b被可兼容的电表插座的夹爪接纳(见图4)。

第一和第二电流变换器16a和16b优选地分别是螺线管形变换器，具有由圆形磁心限定的圆形。在本实施例中，第一电流变换器16a具有N1的圈数比以及第二电流变换器16b具有N2的圈数比。通过使用这样的螺线管电流变换器，当组装时，第一电流线圈18a穿过第一电流变换器16a的螺线管的内部。优选地，电流变换器16a被安排成使得电流变换器16a的轴向尺寸基本上平行于外壳12a的轴向尺寸。换句话说，电流变换器16a是水平地放置在传感器模块外壳12a内的。第二电流变换器16b和第二电流线圈18b优选地以同样的方式被放置在外壳12b内。因此，第二电流变换器16b也是水平地放置在外壳12b内的。水平放置的螺线管电流变换器的使用减小了厚度，因此减小了电表10的总的笨重性。

传感器模块12还包括电安全接口26。电安全接口26包括第一互联装置，用于连接到测量模块14。电安全接口26也包括一个装置，用于阻止操作员与在第一和电流传感器15的至少一部分上出现的潜在地危险的电信号的物理接触。被认为是潜在危险的信号电平是熟知的。也存在不同的潜在危险的信号电平。例如，能够产生超过70毫安的电击电流的信号可能是热伤害的，而产生在300毫安量级的电击电流的信号可构成威胁生命的伤害。而且，产生低到0．5到5毫安的电击电流的信号被认为造成无意识的肌肉反应。

在包括图3的模块式电表的电度表中，至少某些传感器装置载送某些潜在地有害的电信号。具体地，传感器模块12的被电连接到来自电力线的电压和电流信号的任何部分构成生命威胁伤害，必须通过电安全接口26与人体接触隔离。在本实施例中，电流线圈18a和18b被直接连接到设施电力线，所以必须被隔离。相反地，电流变换器16a和16b不一定载送威胁生命的电流，因为，如后面讨论的，电流变换器16a和16b不直接耦合到设施电力线。因此，根据预期的流过电流变换器16a和16b的电流的最高电平，电流变换器16a和16b可能或可能没有载送潜在地有害的电信号。然而，无论如何，电安全接口26优选地防止人体接触电压和电流传感器的所有部分，作为安全的量度。

在本实施例中，用于防止物理接触的装置包括顶板28，以及多个插座30a，30b，30c，30d，30e，30f和30g。每个插座30a到30g规定了在顶板28上的一个开孔。除了由插座30a到30g规定的开孔以外，顶板28优选地形成在外壳12a外面的空间与电压和电流传感器15之间的完整的隔板或壁。

替换地，至少是顶板28用来防止人体接触电压和电流传感器15的那些直接接触到设施的电力线的部分，具体地是电流线圈18a和18b。

为了提供完整的隔板，顶板28与外壳12a和／或电表安装装置的其余部分相结合或另一个底部结构从侧面和底部包围电压和电流传感器15。图4，如下面讨论的，描述了示例性的电表安装装置，它可被使用来与顶板28结合，以包围电压和电流传感器15。

在再一个替换的实施例中，顶板28可以与更宽阔的外壳合并在一起，它包括更大的侧壁和／或底部结构，用来完全包围电压和电流传感器15。

再次参照图3，插座30a到30g和它们的相应的开孔优选地被做成防止操作员人体物理地接触插座的导电部分。具体地，由插座30a到30g规定的开孔具有充分微小的尺寸，防止标准的测试指状物接触插座30a到30g的导电部分。标准的测试指状物是在电气工业中使用的机械装置，用来确定电连接插座是否安全不会由人体手指造成事故的接触。一种标准的测试指状物是在Underwriter’s Laboratory，IncStandard For Safety of Information Technology EquipmentIncluding Electrical Equipment Business(对于包括电设备的信息技术设备的安全性的标准)UL-1950(February 26，1993)中描述的。

在本实施例中，由插座30a到30g规定的开孔优选地具有第一尺寸，例如长度，和第二尺寸，例如宽度，其中第一尺寸具有至少与第二尺寸相同的尺寸，以及第二尺寸小于1／8英寸，由此阻止操作员人体通过开孔的很大的进入。

在顶板28内也规定了导电轨道202。导电轨道202满足与图1和2的电表100的导体132起到的作用相同的功能。正如下面将讨论的，导电轨道202提供当测量模块14被耦合到传感器模块12时在抗篡改电路的端子204和206之间的电接触。导电轨道202优选地不载送任何的潜在地有害的电压，因为导电轨道202优选地不被连接到传感器模块12内的任何部分，它又被耦合到电力线。因此，导电轨道202不一定必须被放置在电安全插座，诸如插座30a，30b，等等。

在这里描述的示例性实施例中的测量模块14的外壳14a包括盖子32、印刷电路板34和垫片36。被安装到或被固定在印刷电路板34上的是显示器38、测量电路(未示出)、和抗篡改电路(未示出)。图7，如下面讨论的，更详细地显示了可以在图1的测量模块14中容易地被使用的测量电路42和抗篡改电路230的示例性实施例的电路方框图。然而，通常，测量电路用来接收测量信号，并从该测量信号产生计量信息。测量电路被连接来提供至少某些计量信息给显示器38。抗篡改电路是一种用来确定在检测到送到测量模块的电力中断后测量模块外壳14a是否被安装在传感器模块外壳12a上的电路。

图3上显示了抗篡改电路的一部分，第一和第二外壳端子204和206。第一和第二外壳端子204和206有利地被放置在印刷电路板34上，并从这里扩展，以便当测量模块14被安装在传感器模块内时接触到导体202。

测量模块14还包括第二互联装置，用来与第一互联装置(在传感器模块上)相结合，以便把印刷电路板34的测量电路连接到电压和电流传感器15。例如，在本实施例中，测量模块14包括多个插头40a到40g，它们被相应的多个插座30a到30g接纳。多个插头40a到40g，当被组装时，被电连接到测量电路和内物理地连接到印刷电路板34。

图4显示了安装结构，它包括电度表10和表盒13，表盒又包括安装外壳16和盖子18。安装外壳16在结构上像盒子一样，具有一个开孔用于接纳盖子18，和一个电缆开孔用于接纳被计量的电系统的电力线，未示出。将会看到，安装外壳16不需要在结构上像盒子一样，以及任何其它适当的形状也可被使用，只要有一个开孔用于接纳相配合的表盒盖子和一个电缆开孔。安装外壳16还包括内区20。由导电材料制成的多个夹爪22位于内区20内。当被安装到设施内时，多个夹爪22被电连接到设施的电系统的电力线。

多个夹爪22接纳和提供电连接到电流线圈接触片22a，24a，22b和24b(见图1)以及中性接触片20。夹爪和接触片22a，24a，22b和24b的关系也规定了在安装外壳16内的传感器模块12的对准。一旦接触片22a，24a，22b和24b(见图3)与多个夹爪22啮合(图4)，传感器模块12就被安装在安装外壳16的内区20内。然后，盖子18被安装到安装外壳16上。盖子18包括电表开孔25，具有由传感器模块12的周界规定的周界。优选地，电表开孔25的周界具有几乎相同的形状，它略小于传感器模块12的周界，以使得传感器模块12当盖子与安装外壳16啮合时不能被去除。

一旦盖子18被安装，本实施例中的测量模块14通过表盒盖子18所电表开孔25，被放置成与传感器模块12啮合。当啮合时，测量模块14的插头40a到40g分别被电连接到传感器模块12的插座30a到30g。一旦测量模块14、盖子18、传感器模块12和安装外壳16如上所述地都被安装，电表10(即，传感器模块12和测量模块14)就完成对于设施的电系统的耗能计量运行。

应当指出，如果测量模块14从传感器模块上被去除，则电表10被连接到的设施将继续接受电能服务，但将不要为这样的电力使用付费。该设施不为这样的电力使用付费是因为收费信息通常是从测量模块14中的累积的耗能信息中得出的，以及当测量模块14从传感器模块12被去除时，测量模块14得不出累积的耗能信息。因此，潜在的计量篡改方法是在一天几小时内，或在一天或几天内从传感器模块12去除测量模块14，然后，在电力部门人员来读表之前重新安装上测量模块。

正如下面进一步讨论的，本发明的抗篡改装置用来读出和／或传送一个关于测量模块14已经从传感器模块12被去除的指示，它可以指示一个篡改事件。电力部门人员可容易地用普通设备(诸如通过开关，)取出篡改记录和／或指示，正如下面进一步讨论的。因此，在电力部门技师由于合法的理由去除测量模块14后，篡改指示可以容易地被取出。

图5显示了电表10的侧面剖视图，其中测量模块14被组装或安装在传感器模块12上。测量模块的面板盖子32包括圆柱部分62和环状的裙边64。传感器模块12的顶板28部分是由环状凸起66规定的。环状凸起66由在电表盖子32的环状的裙边64与圆柱部分66之间所规定的空间容纳。顶板28还被支架68规定，该支架基本上是平坦的以及部分靠近圆柱部分62。支架68构成大约顶板28的一半。顶板28的另一半包含由下坡面70、底板72、和环状的边缘66的一部分规定的凹槽56。下坡面70规定了在支架68和底板72之间在深度上的变化。

凹槽56规定了一个空间，它允许容纳在印刷电路板34上的大的元件，从测量模块14向下延伸到圆柱部分62以下。在说明的例子中，供电电源60的元件延伸到圆柱部分以下，以便占用至少一部分的凹槽56。由传感器模块12的凹槽56建立的顶板的两个级别的结构更有效地利用电表10内的空间。

正如上面讨论的，顶板28也包括篡改开孔，在图5上由示例的开孔52d说明。开孔52d相应于插座30d，还存在相应于其它插座30a，30b，30c，30e，30f和30g的同样的开孔(见图1)。开孔52d优选地是略微呈圆锥形，以允许在组装测量模块14到传感器模块12上时进行插头40d的对准调整。插座30d，它可以适当地是装上弹簧的端子，被电连接到电流线圈18b，以便提供到相C的电压测量的连接，如上面结合图3所讨论的。

图5进一步显示被连接到电路板34的插头40d，它通过开孔52d被插入到插座30d。插座30d物理地与插头40d这样地啮合，以便提供在它们之间的电连接。插头40d适合地可以是普通的导电片。

在测量模块14的印刷电路板34上的第一和第二外壳端子204和206向下延伸到传感器模块12的导电轨道206。因此，当测量模块14插座安装位置时，第一和第二外壳端子204和206通过导电轨道206被电耦合。正如下面将进一步讨论的，抗篡改电路根据在第一和第二外壳端子204和206之间是否有电路连续性来确定测量模块是否处在安装位置。

通过参照图3、4和5可以看到，电安全接口或顶板28，当适合于相配合的电表外壳时，提供在测量模块14由于维修或替换而被去除时在操作员或技师人体与电流和电压传感装置之间的很坚硬的隔板。将会看到，其它互联装置可被使用于传感器模块12和测量模块14中，它也将提供电安全接口。例如，无线装置可被用作为互联装置。这样的无线装置可以提供来自传感器模块12的电压和电流测量信号给测量模块14。例如，测量模块14可包括敏感的电场和磁场传感器，它从电流线圈18a和18b的电磁辐射得出电压和电流测量信息。同样地，光通信装置可被使用来从传感器模块12提供测量信号信息给测量模块。在任何情况下，电安全接口典型地包括隔板，诸如顶板28，它在测量模块14被去除时阻止操作员人体物理接入电流线圈18a和18b以及传感器模块12的其它危险部分。

为了充分得到模块化的好处，在电表10的设计中必须解决校正问题。具体地，电表的传感部分必须具有校正特性，这允许它结合任何适当的测量部分一起使用。在非模块的电表中，测量电路常常对于与特定的电压和电流传感器一起使用进行专门校正。专门校正的理由是在每个电压和电流传感器的信号响应中会有很大的差异。具体地，电流传感装置，例如电流变换器，常常具有很宽范围的可变的信号响应。通常可供使用的电流变换器的信号响应在幅度和相位响应上都很宽范围地变化。

这样的电流变换器的信号响应变动比起电表的能量测量精度要求大得多。换句话说，虽然电流变换器信号响应可能变化10％，但要求电表的总的精度比10％小得多。因此，对于电流传感装置的变动，或容差，必须进行补偿，以确保电表最终的能量测量精度是在可接受的容差范围内。在现有技术中，补偿典型地是通过在制造时调整或校正测量电路来实现的，以便考虑在特定的电表单元中将被使用的特定的电流传感装置的信号响应特性。换句话说，每个测量电路是对于每个电表定做地校正的。

然而，真正的模块式电表不需要这样庞大的单元特定的校正。而是，模块式元件必须是能容易地互换的。因此，再次参照图3，传感器模块12被预先校正用于模块化，以使得传感器模块12可以与任何的测量模块14耦合而不需要该测量模块14的单元特定的校正。

为此，传感器模块12，具体地是电压和电流传感器15被预先校正，以使得电压和电流传感器具有的信号响应在预先规定的信号响应的容差范围内，该容差不大于电表10的能量测量精度的容差。电表10的能量测量精度被规定为对于设施的实际耗能的测量的耗能的精度。因此，如果要求电表的能量测量精度的容差是0．5％，则在测量的耗能与实际的耗能之间的差值将不超过0．5％。在这样的情况下，电压和电流传感器的信号响应将不大于，以及典型地大大地小于0．5％。结果，测量模块14可以容易地用另一个测量模块代替，而不需要对替换的测量模块进行专门的校正。

电压和电流传感器15的预先校正可以通过精细的制造过程而达到。电压和电流传感器15的信号响应上的主要误差源是电流变换器16a和16b的信号响应。通常，可供使用的电流变换器在幅度和相角信号响应上容易有变动。因此，预先校正涉及使用被制造的电流变换器在所需要的容差范围内进行。为此，电流变换器16a和16b是使用高导磁率磁心材料制造的，它减小信号响应中的相角误差。而且，电流变换器16a和16b被制造成使得实际的圈数被精确地控制。对于电流变换器16a和16b中的圈数的精确制造控制产生幅度信号响应的足够的一致性，以允许互换。

替换地，如果为了成本的原因不希望在初始制造期间控制圈数，则圈数可以在制造后被增加或减去，以达到想要的信号响应。例如，购买很宽的容差的市场上有销售的电流变换器并调整圈数，比起专门制造足够窄的容差的电流变换器，可能成本更经济。

图3、4、和5描述了一种执行计量功能的模块式电表10，它允许替换和升级测量模块14，而不用替换整个电表。通过采用本发明的抗篡改电路，如下面所讨论的，可以完成测量模块14的替换，而不破坏机械的篡改密封装置，从而不用安装新的机械的密封装置。

图6和7显示了模块式电表的电路方框图。图6显示了传感器模块12的电路方框图。图76显示了测量模块14的电路方框图。应当指出，图6和7的电路方框图只是以例子的方式给出的。本领域技术人员可以容易地采用他们自己的执行与下面总的描述的相同的功能的电路，以及仍旧从按照本发明的在模块式电表的测量模块内排除抗篡改电路而提供的许多优点中得到好处。

现在参照传感器模块12的电路方框图和图7，插座30a和30b提供到第一电流变换器16a的连接，插座30e和30f提供到第二电流变换器16b的连接，插座30c提供到第一电流线圈18a的连接，插座30d提供到第二电流线圈18b的连接，以及插座30g提供到一个或多个中性接触片20的连接。

图7显示了测量电路42和在测量模块14中使用的相关的显示电路38的电路方框图。测量电路42包括电力测量集成电路(“IC”)44、处理器48、非易失性存储器50、电源故障检测器208、备份供电电源210、和簧片开关检测器213。

插头40a，40b，40c，40d，40e，和40f每个通过各种输入电路被连接到电力测量IC 44。具体地，插头40a和40b通过相A电流输入电路212被连接到电力测量IC 44，插头40e和40f通过相C电流输入电路214被连接到电力测量IC 44，插头40c通过相A电压输入电路216被连接到电力测量IC 44，以及插头40d通过相C电压输入电路218被连接到电力测量IC 44。

相A电流输入电路212是用来得到表示相A上的线电流波形的比例的信号的装置。为此，相A电流输入电路212被跨接在线电阻R1上，它是在插头40a与插头40b之间串联连接的。同样地，相C电流输入电路214是用来得到表示相S上的线电流波形的比例的信号的装置。为此，相C电流输入电路214被跨接在线电阻R2上，它是在插头40e与插头40f之间串联连接的。相A和相C电流输入电路212和214的输出被提供给电力测量IC 44。

相A电压输入电路216是抽头连接到插头40c的分压器网络。同样地，相C电压输入电路218是抽头连接到插头40d的分压器网络。供电电源60接收AC输入线电压的装置，并从其中产生直流偏置电压Vcc。这样的供电电源在技术上是熟知的。到供电电源60的电力输入优选地被抽头连接到插头40d。相A和相C电压输入电路216和218的输出被提供给电力测量IC 44。

电力测量IC 44是接收代表电系统中的电压和电流信号的耗能测量信号的器件，并从该信号产生耗能数据。在这里描述的示例性实施例中，电力测量IC 44适当地可以是在美国专利No．08／690，973中描述的变换电路106，或在美国专利No．08／881，140中描述的变换电路106，这两个专利都指派给本发明的代理人以及两个专利在此引用，以供参考。

替换地，电力测量IC 44可以用能够实现从电压和电流测量信号产生耗能信息的相同的功能的一个或多个分立电路来代替。例如，电力测量IC 44可以适当地用在美国专利No．08／690，973中描述的第一和第二电力测量IC(标号44和46)来代替，该专利指派给本发明的代理人以及该专利在此引用，以供参考。

无论如何，电力测量IC 44还通过总线结构220被连接到处理器48。总线结构220包含一个或多个串行和／或并行总线，以允许用于在处理器48与电力测量IC 44之间的数据通信。通常，电力测量IC 44通过耗能数据给处理器48，处理器48提供控制和校正数据给电力测量IC 44。

处理器48还被连接到非易失性存储器50、显示电路38、簧片开关检测器213和电源故障检测器208。电源故障检测器208是一种器件，诸如结合图1和2所描述的，它得出有关对于到测量模块14的电力输入端是否有电力中断的信息。到测量模块14的电力输入端是40d和40g，它们提供到供电电源60的外部电力线的连接。

在结合图3到8描述的实施例中，电源故障检测器208是用来检测在供电电源60a的输出端处的偏置电压的电路，它提供说明偏置电压降到低于预定的门限值的电源故障信号。最好是电源故障信号具有倒相逻辑特性，以使得电源故障检测器208当偏置电压大于门限值时提供高的逻辑电平电压给处理器48，以及相反地当偏置电压小于门限值时提供低的逻辑电平电压。电源故障检测器208可以适当地包括类似于上面讨论的图1和2的电源故障检测电路111的电路。

备份供电电源210是在供电电源60停止产生足够的偏置电力的事件下提供备份的偏置电源(它也是通过连接Vcc被提供的)给各个电路元件的装置或电路。为此，备份供电电源210可以适当地包括电池电路，它产生比供电电源60的偏置电压低至少大约1伏的电压。在这种情况下，备份供电电源210的电池电路只在供电电源60的偏置电压非常低或丢失时提供电力给测量电路42。

簧片开关检测器213是一个被做成响应于由电力部门人员典型地使用的特定的磁性簧片开关来操纵电度表而不用连接到电度表电路的器件。簧片开关常常被利用来触发诊断显示和由专门供电力部门人员使用而设计的其它特性。簧片开关检测器213被做成在技术上熟知的方式通知与磁性簧片开关(未示出)紧靠在一起的处理器48，表示处理器48应当执行特定的操作。在这里所描述的实施例中，簧片开关检测器213提供信号给处理器48，表示篡改标志或指示(如果有一个的话)已经被电力部门人员注意到以及篡改指示可被去除。

在模块式电表14中的抗篡改电路230包括处理器48、电源故障检测器208、以及第一和第二外壳端子204和206。

如上所述，本实施例打算结合12S电表形式使用，它通常与三线网结构有关。三线网结构，正如技术上熟知的，包括相A电力线，相C电力线，和中性线。然而，本发明决不限于使用于三线网结构。这里所描述的概念可以容易地在其它结构(包括单相和其它多相结构)中所使用的电表上实施。

在运行时，多个夹爪22提供跨接在第一线圈18a的接触片22a和24a处的相A电力线信号，即相A的电压和电流(见图3)。同样地，多个夹爪22提供跨接在第一线圈18b的接触片22b和24b处的相C电力线信号(见图3)。参照图7，相A的电流从接触片24a通过第一电流线圈18a流到接触片22a。第一电流线圈18a在第一电流变换器16a上施加一个按比例缩放的电流，在这里称为相A电流测量信号。相A电流测量信号大约等于流过电流线圈18a的电流乘上一个因子N1，其中N1是电流变换器16a的圈数比。相A电流测量信号被提供给插座30a和30b。第一电流线圈18a还用来连接到插座30c，以提供相A电压。

类似于相A电流，相C的电流从接触片24b通过第二电流线圈18b流到接触片22b。相C电流被施加在第二电流变换器16b上，由此使得第二电流变换器16b产生相C电流测量信号。相C电流测量信号大约等于相C电流乘上一个因子N2，其中N2是第二电流变换器16b的圈数比。分别为电流变换器16a和16b的圈数比N1和N2，典型地几乎相同，以及优选地是相等的。然而，制造容差可能导致圈数比N1和N2略微不同。无论如何，第二电流变换器16b提供相C电流测量信号到插座30e和30f。第二电流线圈18b还用来连接到插座30d，以便把相C电压提供到其上。中性接触片20提供了在中性电力线与插座30g之间的连接。

当测量模块14处在安装位置时，如图5所示，模块式电表按下面描述的方式运行，以产生计量信息，包括累积的耗能信息。

具体地，插座30a和30b(图6)提供相A电流测量信号分别给测量模块14的插头40a和40b(图7)。同样地，插座30e和30f(图6)提供相C电流测量信号分别给测量模块14的插头40e和40f(图7)。插座30c和30d(图6)分别提供相A和相C电压测量信号给插头40c和40d(图7)。中性插座30g(图6)提供到图7的插头40g的中性连接。

再次参照图7，测量电路42根据接收的测量信号在测量模块14内产生计量信息。应当指出，由测量电路42产生的计量信息可以包括远不止累积的耗能信息。例如，计量信息可以包括在一个或多个先进的特性中有用的信息，包括要求计量，时间或使用计量，服务类型识别，诊断等等。

无论如何，插头40a和40b提供相A电流测量信号通过相A电流输入电路212给电力测量IC 44。相A电流输入电路212优选地把相A电流测量信号变换成一个具有代表相A电流的幅度和相位的电压信号。插座40c提供相A电压测量信号通过相A电压输入电路216给电力测量IC 44。

同样地，插头40e和40f提供相C电流测量信号通过相C电流输入电路214给电力测量IC 44。相C电流输入电路214优选地把相C电流测量信号变换成一个具有代表相C电流的幅度和相位的电压信号。插座40d提供相C电压测量信号通过相C电压输入电路218给电力测量IC 44。

插座40d还提供相C电压给供电电源60。供电电源60还被连接到中性插头40g，用来提供偏置电压Vcc给测量模块14内的每个功能块电路。具体地，供电电源60用来把输入的AC电能变换成DC偏置电压，它被使用来供电给测量电路42的各个元件，包括电力测量IC44、处理器48、显示电路38、和非易失性存储器50。供电电源60在其输出端60a处提供所产生的DC偏置电压，它通过保护二极管D1被提供给测量电路42的各个元件作为偏置电压Vcc。

由供电电源60提供的电压Vcc超过由备份供电电源210中的电池电路产生的电压。结果，备份供电电源210不提供电力给测量电路42。另外，在由供电电源输出端60a处所产生的电压超过电源故障检测器208的门限电压。结果，电源故障检测器208不提供电源故障信号给处理器48。

再次回到测量信号，电力测量IC 44接收相A与相C电压和电流测量信号，以及从该信号产生耗能数据。为此，电力测量IC 44优选地采样、相乘和累加测量信号，如技术上熟知的，以产生瓦数据，伏安(VA)数据，和／或VAR数据。例如，参见美国专利申请序列号No．08／690，973或美国专利申请序列号No．08／881，140，如上面所讨论的，用于说明这样的运行。

处理器48然后得出瓦数据，伏安(VA)数据，和／或电抗伏安(VAP)数据，和进一步处理这些数据，以便由此提供计量信息。例如，处理器48可以把耗能信息变换成标准单位，以及产生代表随时间累积的耗能信息的计量信息。计量信息通过显示器38传送到外面。替换地或附加地，计量信息可以通过外部通信电路(未示出)被传送。

模块式电表的抗篡改电路230，类似于图1的抗篡改电路110，在检测到给电力输入端(它在图7上包括插头40d和40g)的电力中断后，继续运行。

如果到插头40d和40g的电力中断，则由供电电源60在其输出端60a上产生的电压下降。当供电电源的产生的电压下降到低于门限值时，则电源故障检测器208产生(低的逻辑电平的)电源故障信号。而且，一旦由供电电源60产生的电压Vcc下降到低于备份供电电源210的电压电平，就启动备份供电电源210，以提供偏置电压Vcc给测量电路42的元件。

当处理器48接收到电源故障信号时，它判决在第一外壳端子204与第二外壳端子206之间是否有连续性。为此，第一外壳端子204典型地被连接到处理器48的输出端48a，它产生高的逻辑电平电压，以及第二外壳端子206被连接到处理器48的输入端48b。在这样的情况下，处理器仅仅判决在输入端48b处是否有高的逻辑电平电压。

无论如何，如果有连续性，则处理器48确定测量模块14仍处在安装位置。然而，如果没有连续性，则处理器48确定测量模块14处在非安装位置，并设置一个篡改标志。处理器48然后可以进入低电力模式，以便节省备份供电电源210。关于处理器48的运行的更详细的细节在下面结合图8给出。

如果篡改标志被设置，则处理器48可以在显示电路38上形式一个篡改指示符，典型地是在通过重新安装测量模块14而把电力恢复到插头40d和40g以后。篡改指示符和篡改标志可能只有通过正确的启动簧片开关检测器213才能被复位。假设簧片开关检测器213的运行只有通过电力部门技师的操作(他将记录和报告篡改事件)才能进行。

图8显示了处理器(例如，可被使用于按照本发明的电表中的处理器48)的一组示例性运行的流程图。具体地，图8所示的和下面描述的运行可能适当地由图7的处理器48实行，但无论如何，可以由按照本发明的、特别是包括抗篡改电路的电表的一部分的处理器实行。

流程图包括在正常的计量运行以及与抗篡改和电源故障有关的运行中的控制器48的运行。处理器48的正常的计量运行，例如涉及执行计量计算的运行，是高度通用化的，只是说明与篡改检测有关的运行。

步骤405表示在电表10起始加电后执行的第一步骤。起始加电可以在电表首先被连接到电力线φA、φC、N时发生。在步骤405，处理器48初始化程序参量，以及执行其它的启动运行。此后，在步骤410，处理器48判决AC电能是否存在。为此，处理器48判决电源故障检测器208是否提供表示电力中断的电源故障信号。

如果在步骤410，处理器48确定AC电能存在，则处理器48进到执行步骤415。在步骤415，处理器48从电力测量IC 44接收耗能数据。此后，在步骤420，处理器48产生计量信息。为此，处理器48可以把从电力测量IC 44接收的未处理的耗能数据变换成标准化的单位，用于贮存和显示。这样的运行是熟知的。处理器48无论如何可以产生计量信息，包括，但不限于，累积的瓦-小时，VA-小时，和VAR-小时，以及RMS电压和电流信息。处理器48当然可以产生不一定被显示的标准计量的量。

一旦在步骤420产生计量信息，处理器48就在步骤425提供计量信息给内部存储器和／或显示器38。然后，在步骤427，电表确定它已经接收到篡改复位输入。具体地，如上面讨论的，如果篡改标志先前已被设置(见步骤430和433，在下面讨论)，则提供一个设施，一旦电力部门技师注意到篡改标志，他就可以通过该设施复位篡改标志。在上述的示例性实施例中，用于复位的篡改标志的设施是簧片开关，未示出。因此，处理器48在步骤427判决是否通过簧片开关检测器213检测到篡改标志复位命令。

如果处理器48在步骤427确定已经检测到篡改标志复位指示，则处理器48在步骤428复位篡改标志，然后回到步骤410。然而，如果没有的话，处理器48直接从步骤427进到步骤410，继续进行计量运行。

在替换的实施例中，篡改标志可通过在电表内的通信设施被发送，由此允许电表的处理器在确认该代表篡改事件的信息已被传送到远端设施后自动复位标志。在这种情况下，如上所述的步骤427和428将是不必要的。

步骤410到428的流程说明了当AC电能存在时处理器48的正常的运行。应当指出，处理器48在正常运行期间可以适当地执行几种其它功能，它们对于本发明的运行不是中心，所以为了讲解简明起见，它们被省略。

无论如何，如果处理器48在执行步骤410时确定AC电能已经中断，则处理器48进到步骤430。在步骤430，处理器48判决外壳(测量模块14)是否处在安装位置。正如上面结合图7讨论的，处理器48通过确定在第二外壳端子206上是否存在高的逻辑电平电压而判决测量模块14是否被安装。

如果在步骤430，确定在第二外壳端子206上不存在高的逻辑电平电压，则处理器48在步骤433设置篡改标志=1，然后进到步骤435。然而，如果确定在第二外壳端子206上存在高的逻辑电平电压，则处理器48直接进到步骤435，而不设置篡改标志等于1。

在步骤435，处理器48把某些关键数据，包括篡改标志的数值，传送到非易失性存储器50。具体地，某些计量信息在电源故障中以及在备份供电电源发生故障的事件中必须被保存。这样的信息通常将包括累积的耗能信息以及时间印记信息。篡改标志值也被存储，以使得篡改记录在到处理器48的电力丢失过程中被保存。无论如何，处理器48把来自其内部的寄存器的，或来自其它存储器的这样的信息传送到非易失性存储器50中。

此后，在步骤440，处理器48进入低电力模式。在低电力模式，处理器48时钟速度被降低，正如技术上熟知的，以及处理器48可以关断某些内部的和／或外部的电路，以节省电力。

然后，在步骤445，处理器48设置和中断定时器TIMER。在TIMER期以前，处理器48不执行其它的功能，由此保存电力。在TIMER期满以前，处理器48在步骤450判决电源故障信号是否表示AC电能已经被恢复。如果不是的话，则处理器48在步骤455把处理器内的时钟计数器加增量。时钟计数器跟踪在AC电能中断期间的时间。时钟计数器可以适当地被存储在处理器48内的存储器，非易失性存储器50，或其它存储器，未示出。另外，处理器48在步骤455执行其它周期性低电力功能，对于这些功能的说明与这里描述的本发明无关。此后，处理器48回到步骤445，继续低电力运行。

然而，如果在步骤450，处理器48确定AC电能已经被恢复，则处理器48执行步骤485。在步骤485，处理器执行低电力模式。具体地，处理器48可以适当地切换到用于“正常的”计量运行的较高速度的时钟。另外，处理器48复位和／或重新启动在正常的计量运行期间运行的其它功能和电路。

此后，在步骤490，处理器48恢复被存储在非易失性存储器50中的数据存储到寄存器和其它的存储单元，在电表10的“正常的”运行期间数据被存储在其中。篡改标志的条件可以适当地被返还到处理器内的寄存器。在步骤490后，处理器48回到步骤410。从步骤410，处理器48如上所述地运行。应当指出，如果篡改标志被设置，则处理器48，例如在步骤425，可以适当地提供可见的指示给显示器。

这样，处理器48可以用来控制计量运行和作为抗篡改电路的一部分的运行。虽然本发明的许多优点可以不用使用用于两种用途的处理器48而被完成，但这样的使用可减小元件成本和电表尺寸。

将会看到，上述的实施例只是以例子的方式给出的，以及本领域技术人员可以容易地设计出他们自己的、引用本发明原理的实施方案，这些方案属于本发明的精神和范围。

Claims (26)

1．用于测量由负荷消耗的电能量的电表，电表包括：

耗能测量信号源；

可拆除的外壳，具有一个安装位置和一个非安装位置，外壳具有电力输入端，用于当外壳处在安装位置时从电力线接收电能；

测量电路，被固定在外壳和被耦合到耗能测量信号源，以便当外壳处在安装位置时，从该信号源接收耗能测量信号，测量电路被做成至少部分地根据所述测量信号产生耗能信息；以及

抗篡改电路，被固定在外壳和被用来检测到外壳输入端的电能的中断以及当检测到外壳输入端的电能的中断时，判决外壳是否处在安装位置。

2．权利要求1的电表，其特征在于，其中处理器包括所述测量电路的至少一部分和所述篡改检测电路。

3．权利要求1的电表，其特征在于，其中电能消耗信息源被固定在外壳，它在外壳处在安装位置时被用来产生电力消耗信息。

4．权利要求1的电表，其特征在于，其中电能消耗信息源被固定在第二外壳，以及其中当外壳被耦合到第二外壳时外壳处在安装位置，以及当外壳从第二外壳断开耦合时外壳处在非安装位置。

5．权利要求1的电表，其特征在于，还包括被固定在外壳的供电电源，供电电源用来从输入端接收电能，以及提供偏置电力给所述测量电路的至少一部分和所述篡改检测电路的至少一部分。

6．权利要求5的电表，其特征在于，其中篡改检测电路还包括到供电电源的输出端的连接，以及还被用来通过使用所述连接来检测到输入端的电能的中断。

7．权利要求1的电表，其特征在于，其中篡改检测电路包括处理器，以及其中处理器用来在根据检测到送到外壳输入端的电能的中断而确定外壳处在非安装位置后设置一个标志。

8．权利要求7的电表，其特征在于，其中篡改检测电路还包括用于存储设置的标志的非易失性存储器。

9．权利要求7的电表，其特征在于，还包括被固定在外壳的、和被耦合到处理器的可见的指示器，可见的指示器被做成当外壳被安装时提供所设置的标志的可见的指示。

10．权利要求7的电表，其特征在于，还被耦合到测量电路和所述处理器的显示器，所述显示器用来：

显示代表计量信息的信息；以及

当外壳被安装时显示所设置的标志的可见的指示。

11．在用于测量由负荷消耗的电能量的电表中，电表包括耗能测量信号源，可拆除的外壳，具有一个安装位置和一个非安装位置，外壳具有电力输入端，用于当外壳处在安装位置时从电力线接收电能，以及测量电路，被固定在外壳和被耦合到耗能测量信号源，以便当外壳处在安装位置时，从该信号源接收耗能测量信号，测量电路被做成至少部分地根据所述测量信号产生耗能信息，

抗篡改电路，被固定在外壳和被用来检测到外壳输入端的电能的中断以及当检测到外壳输入端的电能的中断时，判决外壳是否处在安装位置。

12．权利要求11的篡改检测电路，其特征在于，还包括处理器。

13．权利要求12的篡改检测电路，其特征在于，其中处理器还包括测量电路的至少一部分。

14．权利要求12的篡改检测电路，其特征在于，其中处理器包括到供电电源的供电电源输出端的连接，当所述外壳处在安装位置时，所述供电电源从所述外壳输入端得到电能，以及其中所述处理器根据所述连接检测送到外壳输入端的电能的中断。

15．权利要求12的电表，其特征在于，其中处理器用来在根据检测到送到外壳输入端的电能的中断而确定外壳处在非安装位置后设置一个标志。

16．权利要求12的篡改检测电路，其特征在于，还包括安装连续性电路，安装连续性电路包括：

第一外壳端子，被耦合到偏置电压源，所述第一外壳端子适合于与导电单元的第一部分进行电接触；

第二外壳端子，被耦合到处理器，所述第二外壳端子适合于与导电单元的第二部分进行电接触；以及

其中所述处理器用来根据在第二外壳端子上是否存在偏置电压而确定所述外壳处在非安装位置。

17．权利要求12的篡改检测电路，其特征在于，还包括安装连续性电路，安装连续性电路包括：

第一外壳端子，被耦合到偏置电压源，

第二外壳端子，被耦合到处理器，

其中当外壳处在安装位置时第一外壳端子被电耦合到第二外壳端子，以及其中当外壳处在非安装位置时第一外壳端子与第二外壳端子断开电耦合；以及

其中所述处理器用来根据在第二外壳端子上是否存在偏置电压而确定所述外壳处在非安装位置。

18．权利要求17的篡改检测电路，其特征在于，其中：

第一外壳端子适合于只在外壳处在安装位置时才与导电元件的第一部分进行电接触；以及

第二外壳端子适合于只在外壳处在安装位置时才与导电元件的第二部分进行电接触。

19．被耦合到设施的电系统的电表，电表包括：

(a)传感器模块，被做成连接到电系统，所述传感器模块包括电压和电流传感器，所述电压和电流传感器用来从电系统接收电压和电流信号以及由此产生测量信号；

(b)测量模块，包括测量电路，用来接收测量信号以及由此产生耗能数据，所述测量模块包括用于传送与耗能数据有关的信息，所述测量模块用来耦合到传感器模块，以便把测量电路连接到电压和电流传感器，所述测量模块用来在测量模块被耦合到传感器模块时被耦合到电能源；以及

(c)篡改检测电路，被固定在测量模块上，以及用来检测送到测量模块的电能的中断以及当检测到送到测量模块的电能的中断时判决测量模块是否与传感器模块断开耦合。

20．权利要求19的电表，其特征在于，篡改检测电路还包括处理器。

21．权利要求20的电表，其特征在于，其中处理器还包括测量电路的至少一部分。

22．权利要求20的电表，其特征在于，其中处理器包括到供电电源的供电电源输出端的连接，当测量模块被耦合到传感器模块时，所述供电电源从所述传感器模块得到电能，以及其中所述处理器根据所述连接检测电能的中断。

23．权利要求20的电表，其特征在于，其中处理器用来在根据检测到送到外壳输入端的电能的中断而确定测量模块是与传感器模块断开连接后设置一个标志。

24．权利要求20的电表，其特征在于，其中篡改检测电路还包括安装连续性电路，安装连续性电路包括：

第一外壳端子，被耦合到偏置电压源，所述第一外壳端子适合于与导电单元的第一部分进行电接触；

第二外壳端子，被耦合到处理器，所述第二外壳端子适合于与导电单元的第二部分进行电接触；以及

其中所述处理器用来根据在第二外壳端子上是否存在偏置电压而确定所述测量模块是与传感器模块断开耦合。

25．权利要求20的电表，其特征在于，其中篡改检测电路还包括安装连续性电路，安装连续性电路包括：

第一外壳端子，被耦合到偏置电压源；

第二外壳端子，被耦合到处理器；

其中当测量模块被耦合到传感器模块时第一外壳端子被电耦合到第二外壳端子，以及其中当测量模块被耦合是与传感器模块断开耦合时第一外壳端子与第二外壳端子断开电耦合；以及

其中所述处理器用来根据在第二外壳端子上是否存在偏置电压而确定所述测量模块是与传感器模块断开耦合。

26．权利要求25的电表，其特征在于，其中：

第一外壳端子适合于只在外壳处在安装位置时才与导电元件的第一部分进行电接触；以及第二外壳端子适合于只在外壳处在安装位置时才与导电元件的第二部分进行电接触。

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