CN201740813U - 一种电能计量监控表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能计量监控表，其包括电源电路单元，用于将市电电压转化成器件使用的电压；电压检测单元，用于检测设备当前的电压；电流检测单元，用于检测设备当前的电流；电能计量单元，用于汇总电能数据并进行计算分析；按键设置单元，用于进行多项功能设置；LCD显示单元，用于显示电能的相关数据，上述单元的连接方式为：所述电源电路单元和所述电压检测单元、所述电流检测单元、所述电能计量单元分别连接；所述电能计量单元和所述按键设置单元、所述LCD显示单元、所述电压检测单元、所述电流检测单元分别连接。本实用新型的电能计量监控表，功能齐全，操作简单，方便实用，是现有产品的换代产品。

Description

一种电能计量监控表

技术领域

本实用新型涉及一种计量监控仪器技术领域，更具体的讲是一种电能的计量监控表。

背景技术

由于目前各种能源紧张，节能的意识已经深入到每个人的心里，而电能作为一种必不可缺的能源，如何节约用电就成为大家一直十分关注的焦点。如果要节能，那么快速、准确、方便的对电能进行计量和检测就显得尤为重要，基于这种社会需求，市场上出现了各式各样的计量表和监控表，但是目前的仪表功能都很单一，精确度也不高，使用起来极其不方便，对检测出的数据采集及汇总也是十分的麻烦，现有技术的普遍缺陷汇总如下：

1.机械定时过于简单；

2.电源供电不适合在较宽的电压范围内工作；

3.缺乏数据智能分析；

4.缺乏用电安全保护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功能齐全，操作简单，方便实用的电能计量监控表。

本实用新型解决的技术问题是采取以下技术方案实现的：一种电能计量监控表，包括电源电路单元，用于将市电电压转化成器件使用的电压；电压检测单元，用于检测设备的当前电压；电流检测单元，用于检测设备的当前电流；电能计量单元，用于汇总电能数据并进行计算分析；按键设置单元，用于进行多项功能设置；LCD显示单元，用于显示电能的相关数据；上述单元的连接方式为：所述电源电路单元和所述电压检测单元、所述电流检测单元、所述电能计量单元分别连接；所述电能计量单元再和所述按键设置单元、所述LCD显示单元、所述电压检测单元、所述电流检测单元分别连接。

本实用新型解决的技术问题还可以采取以下技术方案实现：

所述电源电路的端子接入市电后，经过开关电源集成芯片前级的输入保护电路、输入整流电路及整流滤波电路后进入开关电源集成芯片，经过储能电感及反馈调节电路的调节，输出稳定的可供器件使用的电源；

还包括USB通信单元，用户可以方便及时的更新系统程序设置各项功能参数和上传设置信息及存储信息到PC端，所述USB通信单元和所述电能计量单元连接；

所述USB通信单元内设置有光耦，以实现光电讯号的相互转化，所述电能计量单元的两个数据通信端口分别与所述光耦连接，所述光耦为特殊隔离器件，当需要传出数据时，先将所述电能计量单元传出的电讯号转换成光讯号，再经过所述光耦将光讯号装换成电讯号，然后将转换后的信号接入数据格式转换芯片，将所述电能计量单元传出的串行格式数据转换成USB形式数据，从而将数据上传到PC机上，当使用PC机对本实用新型进行设置时，数据格式转换芯片先将USB形式数据转换成串行格式数据，然后通过所述光耦将电讯号转化成光讯号，再由光讯号转换成电讯号然后再传入所述电能计量单元。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：

1.数字电子时钟定时，可以设置年月日，在一周内的任意时段定时。

2.可在较宽的电压范围内工作，适用于不同国家的供电要求。

3.通过自动累计、计算电量电费、二氧化碳计算，统计分析电器设备用电耗损。

4.通过采集电压、电流、功率参数，进行实时的过载安全保护。

5.通过USB通信单元，可以更新系统程序和上传设置信息及存储信息到PC端。

附图说明

图1是本实用新型的电路连接形式示意图；

图2是本实用新型的电源电路图；

图3是本实用新型的电压检测电路图；

图4是本实用新型的电流检测电路图；

图5是本实用新型的电能计量芯片的系统图；

图6是本实用新型的USB通信电路图。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本实用新型实施例做进一步详述：

电源电路：L和N端子接入市电(AC90V～AC245V)，经过开关电源集成芯片U6前级的输入保护电路、输入整流电路及EMI整流滤波电路后进入开关电源集成芯片U6，经过储能电感及反馈调节电路的调节，输出稳定的12V电源，供系统器件使用，12V电源再经过5V电源芯片及R13、R14、D7、D11的降压电路网络得到本实用新型的系统电压。此电源设计具有较宽的输入电压范围，从而适用于不同国家的用电设备。

电压检测电路为：L和N输入交流市电，串联电阻R18、R19、R20、R21、R38与电阻R42构成分压网络接入电能计量单元U1的电压采集输入端口V3P，通过程序读取U1的电压采集寄存器数值后经过软件计算得到电压，送LCD进行显示。

电流检测电路为：将高精度低温度系数采样电阻R14串接到市电网络和用电设备之间，当用电设备开启，有电流通过采样电阻时将在采样电阻两端产生压差，将此电压差接入电能计量单元U1的电流采集输入端口V1P和V1N，通过程序读取U1电流采集寄存器的数值经过软件计算得到电流，送LCD进行显示。

用户可以根据自己的用电情况任意设置用电量限值，当用电设备用电量达到限值90％时，电能计量单片机U1通过LED驱动端口驱动报警灯闪烁，同时开启报警蜂鸣器开始报警提示，此过程将持续5分钟。当用电设备用电量达到设定限值时将再次闪烁报警灯开启报警蜂鸣器，并根据用户设置的继电器S4的状态控制用电设备继续工作还是停止工作，从而可以随时监测用电设备用电量，达到节能的目的。本新型安全负载电流为15A，当电能计量单片机U1检测到用电设备电流超过15A后将立即切断继电器S4，并驱动报警灯闪烁和蜂鸣器报警，从而起到保护用电设备安全的目的。

电能、电功率及功率因数的计量是基于上述电压和电流的计量，通过软件的读取及计算得到，可以实时显示及存储。

电能计量单元为一主控芯片，本实用新型选用的是上海钜泉光电(原珠海炬力)开发生产的ATT7027型号芯片，此芯片是一颗低功耗高性能的单相电能计量SoC Flash芯片，片内集成单相计量功能、处理器功能，LCD驱动器，实时时钟等功能。

按键设置单元：通过按键可以对本实用新型进行多项功能设置，如电费费率设置、电能限制设置、数字电子时钟定时控制设置等。

数字电子时钟定时控制功能也是本实用新型的一大特点，用户最多可以设置20组定时器来准确灵活的控制用电设备的使用，一定程度上起到节能的作用。

USB通信单元：电能计量单元U1的两个数据通信端口分别与光耦U3和U4连接，U3、U4是实现由电讯号转换成光讯号，再由光讯号转换成电讯号的特殊隔离器件。经过U3、U4转换后的信号接入U8，U8将串行格式数据转换成USB形式数据，从而实现和PC机USB通信。此单元采用光电隔离，对用户人身安全及用户的PC安全有很好的保护功能。通过本单元，用户可以及时方便的更新本实用新型的程序。用户不但可以通过按键设置本新型的功能参数，还可以通过此USB单元配合本新型专用PC软件方便的设置各项功能参数，也可以随时上传本新型的设置信息及存储信息到用户PC端，方便用户查看和修改。

本实用新型的连接方式为：电源电路和电压检测、电流检测、电能计量芯片分别连接；电能计量和按键设置、LCD显示、USB通信、电压检测、电流检测分别连接。用电设备的电源(市电网)经过分压网络分压后接入电能计量单元，经过电能计量单元的采集和计算后，得到当前用电设备的电压送LCD显示单元进行显示，并且将高精度低温度系数采样电阻串接到市电网络和用电设备之间，当用电设备开启，有电流通过采样电阻时将在采样电阻两端产生电压差，将此电压差接入电能计量单元，经过采样和计算后得到用电设备当前所耗电流，送LCD显示单元进行显示。基于上述电压和电流的计量，电能计量单元经过计算可以得到用器件的实时功率、功率因数及所消耗的累计电能。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种电能计量监控表，其特征在于：包括

电源电路单元，用于将市电电压转化成器件使用的电压；

电压检测单元，用于检测设备当前的电压；

电流检测单元，用于检测设备当前的电流；

电能计量单元，用于汇总电能数据并进行计算分析；

按键设置单元，用于进行多项功能设置；

LCD显示单元，用于显示电能的相关数据；

上述单元的连接方式为：所述电源电路单元和所述电压检测单元、所述电流检测单元、所述电能计量单元分别连接；所述电能计量单元再和所述按键设置单元、所述LCD显示单元、所述电压检测单元、所述电流检测单元分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种电能计量监控表，其特征在于：所述电源电路的端子接入市电后，经过开关电源集成芯片前级的输入保护电路、输入整流电路及整流滤波电路后进入开关电源集成芯片，经过储能电感及反馈调节电路的调节，输出稳定的可供器件使用的电源。

3.根据权利要求1所述的一种电能计量监控表，其特征在于：还包括USB通信单元，所述USB通信单元和所述电能计量单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种电能计量监控表，其特征在于：所述USB通信单元内设置有光耦，所述电能计量单元的两个数据通信端口分别与所述光耦连接。 

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