CN202041579U - 直流电能计量仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直流电能计量仪表，包括电压传感器、电流传感器、电源、通讯模块和计量模块并联电连接组成，其计量模块包括显示单元、按键控制、实时时钟、数据存储、485通讯、电源管理、计量单元和数据处理器并电连接，电源管理还与485通讯、计量单元电连接。本实用新型采用直流电能计量，精度高、功耗低、测量范围宽、抗干扰能力强、能在1.8V到5.5V宽电压范围工作，工作稳定性高。数据高度安全可靠，安装维护方便，显示直观，数据的掉电可以永久保存。在电压DC 0-2000V、电流DC 0-1000A动态范围内可到1.0级。集计量、监控、报警、显示、冻结、RS485通讯功能于一体。

Description

直流电能计量仪表

技术领域

本实用新型涉及一种仪表，具体涉及用于冶金、化工、太阳能发电、电动汽车充电机等直流电源设备的电能、电压、电流、功率的计量监测的仪表。 

背景技术

直流电能计量主要应用在冶金、化工、太阳能发电、动力电池、电动汽车充电机等直流电源设备的电能、电压、电流、功率的计量与监测。随着新能源技术的大力推广，如太阳能电池、电动汽车等都是基于直流的电力能源。传统的电能计量大多都是在交流的情况设计，应用直流电能计量较少，缺少大测量范围的直流计量表。市面上的直流仪表精度低、测量范围小、抗干扰能力差、数据安全性不高，大大降低了仪表计量的性能。 

发明内容

本实用新型的目的是要克服上述技术的缺点，提供一种精度高、测量范围宽、抗干扰能力强、数据高度安全可靠的直流电能计量仪表。 

本实用新型的直流电能计量仪表，包括电压传感器、电流传感器、电源、通讯模块和计量模块并联电连接组成，其特征在于：所述的计量模块包括显示单元、按键控制、实时时钟、数据存储、485通讯、电源管理、计量单元和数据处理器，数据处理器分别与显示单元、按键控制、实时时钟、数据存储、485通讯、电源管理、计量单元电连接；电源管理还与485通讯、计量单元电连接。 

为了更好地实现本目的，所述的电源管理由线性变压器、集成LDO、DC/DC模块、滤波电路组成并联电连接。 

本实用新型采用直流电能计量，精度高、功耗低、测量范围宽、抗干扰能力强、能在1.8V到5.5V宽电压范围工作，工作稳定性高。数据高度安全可靠，安装维护方便，显示直观，数据的掉电可以永久保存。在电压DC 0-2000V、电流DC 0-1000A动态范围内可到1.0级。集计量、监控、报警、显示、冻结、RS485通讯功能于一体。 

附图说明

附图为本实用新型的结构方框图。 

图中：1、电压传感器，2、电流传感器，3、电源，4、通讯模块，5、计量模块，6、显示单元，7、按键控制，8、实时时钟，9、数据存储，10、485通讯，11、电源管理，12、计量单元，13、数据处理器。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做详细描述。 

本实用新型的直流电能计量仪表，包括电压传感器1、电流传感器2、电源3、通讯模块4和计量模块5并联电连接组成。计量模块5包括显示单元6、按键控制7、实时时钟8、数据存储9、485通讯10、电源管理11、计量单元12和数据处理器13，数据处理器13分别与显示单元6、按键控制7、实时时钟8、数据存储9、485通讯10、电源管理11、计量单元12电连接；电源管理11还与485通讯10、计量单元12电连接。 

电源管理11对外部输入电源3进行变换管理，向各单元提供符合各自要求的工作电源、且各路电源之间相互隔离，提高抗干扰能力与使用安全性能。该电源管理11由线性变压器、高精度集成LDO、DC/DC模块、滤波电路组成，可输出1％波动范围的5V、3.3V直流小功率电源。 

计量单元12对电压传感器1、电流传感器2输入的电压电流微信号进行采集分析计算，得出实际电能值、电压值、电流值、功率值。由Δ-∑数转换器(ADC)、增益放大器、硬件乘法器、数字高通滤波器、数字低通滤波器、频率转换器、基准电压发生器、温度补偿电路、电压检测电路、校准电路、信号隔离放大器组成。可在1000∶1动态范围内线性度控制在±0.1％。为高精度电能计量提供有力保证。 

数据处理器13对计量单元采集到的数据进行分析计算、实时存储、协调控制各单元按预设流程有序的工作，完成显示、时钟运行、事件记录、数据存储、按键响应、与外设通讯等功能。 

实时时钟8高精度时间日历管理单元，提供秒、分、时、日、月、年，为电量参数记录和事件记录提供时标。它是具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路；在25～+60℃的温度范围内时钟准确度≤±1s/d；在参比温度(23℃)下，时钟准确度≤±0.5s/d。 

显示单元6对采集到的电量数据如：电压、电流、有功功率、有功电能、时间、日冻结电量、月冻结电量、总用电量、工作状态、设备编号、开盖记录、事件报警标志等进行显示。它由专用LCD显示器、液晶驱动芯片、背光源组成，显示清晰美观。 

数据存储9完成数据的掉电永久保存，带逻辑效验、多重备份、自动纠错、数据冗余设计，类似黑匣子。 

按键控制7为人机接口，用户进行显示查询、编程设置操作。它由一个权限公开的显示按键和一个需授权的编程按键构成。 

485通讯10为通讯接口，完成直流电能表与外部之间通讯。它是一个带电气隔离半双工的工业RS485接口，波特率可设置，支持DL/T645、ModelBus协议。 

工作过程 

合上电源3开关，电源管理11为各单元提供符合各自要求的工作电源。数据处理器13对各外围器件进行自检，自检未通过进行自动修复，修复失败则进入报错机制；自检通过，数据处理器13对各模块单元加载，完成计量仪表初始化。 

计量单元12采集电源管理11输入的电压电流微信号，数据处理器13对计量单元12采集信号进行分析计算，得出瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率；实时时钟8提供时间信息，485通讯10依据协议处理接口数据，数据处理器定时对电压电流进行积分得出电能量值并进行累加；定时将数据保存到数据存储9中；同时在显示单元6显示相关的参数。 

当需要更新相关参数时，通过按键控制7完成参数或状态的设定。 

Claims (2)

1.一种直流电能计量仪表，包括电压传感器(1)、电流传感器(2)、电源(3)、通讯模块(4)和计量模块(5)并联电连接组成，其特征在于：所述的计量模块(5)包括显示单元(6)、按键控制(7)、实时时钟(8)、数据存储(9)、485通讯(10)、电源管理(11)、计量单元(12)和数据处理器(13)，数据处理器(13)分别与显示单元(6)、按键控制(7)、实时时钟(8)、数据存储(9)、485通讯(10)、电源管理(11)、计量单元(12)电连接；电源管理(11)还与485通讯(10)、计量单元(12)电连接。

2.根据权利要求1所述的直流电能计量仪表，其特征在于：电源管理(11)由线性变压器、集成LDO、DC/DC模块、滤波电路组成并联电连接。