DE202010016329U1 - Power meter for electrical load of any kind - Google Patents

Power meter for electrical load of any kind Download PDF

Info

Publication number
DE202010016329U1
DE202010016329U1 DE202010016329U DE202010016329U DE202010016329U1 DE 202010016329 U1 DE202010016329 U1 DE 202010016329U1 DE 202010016329 U DE202010016329 U DE 202010016329U DE 202010016329 U DE202010016329 U DE 202010016329U DE 202010016329 U1 DE202010016329 U1 DE 202010016329U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power meter
microcontroller
meter according
voltage
current
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202010016329U
Other languages
German (de)
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.)
GETSIS MICHAEL
Original Assignee
GETSIS MICHAEL
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 GETSIS MICHAEL filed Critical GETSIS MICHAEL
Priority to DE202010016329U priority Critical patent/DE202010016329U1/en
Publication of DE202010016329U1 publication Critical patent/DE202010016329U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Leistungsmessgerät für elektrische Last jeder Art, das aus einem Stromsensor, einem ohmschen Netzspannungsteiler (R3, R4), Eingabe-/Ausgabeelements (Taster, LEDs, LCD), einer Schaltung der Stromversorgung und einem universellen Mikrocontroller bestehet, wobei der Mikrocontroller einen Analogmultiplexer MUX (1), einen Analog-Digital-Umsetzer ADC (2), einen analogen Komparator ACOMP (7), einen per Programm einstellbaren RC-Oszillator RC-OSC (8), eine Referenzspannungsquelle, I/O-Ports, RAM, EEPROM und FLASHROM beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass als Stromsensor ein symmetrischer Stromschunt verwendet wird, der aus zwei gleichen ohmschen Wiederständen (R1, R2) besteht, dessen Mittelpunkt mit der Erdung des Leistungsmessgeräts (GND) verbunden ist, und zwei seiner anderen Anschlusse durch je zwei Tiefpassfilter (11) mit je zwei Eingängen des Analogmultiplexers (1) des Mikrocontrollers (5) verbunden sind.Power meter for electrical load of any kind, consisting of a current sensor, an ohmic mains voltage divider (R3, R4), input / output element (pushbuttons, LEDs, LCD), a power supply circuit and a universal microcontroller, the microcontroller having an analog multiplexer MUX ( 1), an analog-to-digital converter ADC (2), an analog comparator ACOMP (7), a program-adjustable RC oscillator RC-OSC (8), a reference voltage source, I / O ports, RAM, EEPROM and FLASHROM , characterized in that a symmetrical current shunt is used as the current sensor, which consists of two equal resistances (R1, R2) whose center is connected to the ground of the power meter (GND), and two of its other connections by two low-pass filters ( 11) are each connected to two inputs of the analog multiplexer (1) of the microcontroller (5).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsmessgerät einer überaus kostengünstigen Bauweise (low cost), das die Wirkleistung und den Energieverbrauch bzw. die laufenden Kosten einzelner elektrischer Verbraucher im Haushalt/Labor ermittelt.The invention relates to a power meter of a very cost-effective design (low cost), which determines the active power and energy consumption or running costs of individual electrical consumers in the household / laboratory.

Moderne Leistungs- bzw. Energiemessgeräte einer günstigen Preisklasse gehen als Basis von einem einzigen universellen Mikrocontroller aus. Sie ermitteln die Lastwirkleistung (P) als Integral des Produktes von der Spannung (u) und dem Strom (i) während der Zeit einer Grundschwingungsperiode der Netzspannung. Der Elektrizitätsverbrauch (E) wird ermittelt, indem die Momentanwerte der Wirkleistung (P) über die gesamte Messzeit integriert werden.Modern power and energy meters of a low price range are based on a single universal microcontroller. They determine the active load power (P) as the integral of the product of the voltage (u) and the current (i) during the period of a fundamental period of the mains voltage. The electricity consumption (E) is determined by integrating the instantaneous values of the active power (P) over the entire measuring time.

Da ein universeller Mikrocontroller üblicherweise nur einen Analog-Digital-Umsetzer ADC besitzt (s. Pat. No.: US6943539 ; CN101419251 ; WO2008/047428 ), müssen die Signale des Strom- (i) und Spannungssensors (u) mit Hilfe des Analogmultiplexers abwechselnd an den ADC geleitet werden. Am Ausgang des ADC erhält man die folgende Serie abwechselnder Abtastwerte des Stroms und der Spannung: I1, U2, I3, U4, ...In-1, Un, ... (s. 1). Daran erkennt man, dass die Abtastwerte des Stroms entsprechend denen der Spannung eine Phasenverschiebung aufweisen, was zu einem Fehler bei der Ermittlung der Wirkleistung P führt. Die Fehlerkorrektur erfordert einen wesentlichen Apparatur- bzw. Programmaufwand.Since a universal microcontroller usually has only one ADC (see Pat. US6943539 ; CN101419251 ; WO2008 / 047428 ), the current (i) and voltage (u) signals must be alternately directed to the ADC using the analog multiplexer. At the output of the ADC, one obtains the following series of alternating samples of current and voltage: I 1 , U 2 , I 3 , U 4 , ... I n-1 , U n , ... (see FIG. 1 ). It can be seen that the samples of the current corresponding to those of the voltage have a phase shift, which leads to an error in the determination of the active power P. The error correction requires a significant expenditure on equipment or programming.

Da normalerweise nur positive Signale an den Eingang des Mikrocontrollers gesendet werden dürfen (0 V bis +Uref), muss das Signal des Stromes bzw. der Spannung auf das Niveau mit dem Wert +Uref/2 verschoben werden (Pat. No. US6943539 ). Die tatsächliche Auflösung des ADC wird dabei mindestens um die Hälfte vermindert (s. 1), wobei die Durchführung dieser Signalverschiebung weiteren Apparatur- bzw. Programmaufwand erfordert.Since normally only positive signals can be sent to the input of the microcontroller (0 V to + Uref), the signal of the current or the voltage must be shifted to the level with the value + Uref / 2 (Pat. US6943539 ). The actual resolution of the ADC is reduced by at least half (s. 1 ), wherein the implementation of this signal shift requires further equipment or program costs.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der beschriebenen Probleme unter minimalem Platzaufwand und die Verbesserung wie auch Erweiterung der Messcharakteristik des Leistungsmessgerätes einer überaus günstigen Preisklasse.The object of the present invention is the elimination of the problems described with minimal space requirements and the improvement as well as extension of the measurement characteristic of the power meter of a very low price range.

Diese Aufgabe wird durch die Realisierung der vier folgenden Hauptvorschlägen gelöst.

  • 1. Da die Form des Spannungssignals im Wechselstromnetz nahezu die Form einer perfekten Sinuskurve aufweist, verwendet das Steuerungsprogramm beim Multiplizieren statt Spannungsabtastwerten die im Programmspeicher (3) gespeicherte Werte einer Sinusfunktion (s. 2, 3).
  • 2. Als Stromsensor wird ein symmetrischer Stromschunt verwendet, dessen Mittelpunkt mit der Erdung des Messgeräts (GND) verbunden ist (s. 3).
  • 3. Der Beginn der Messzyklen wird mit dem Beginn der Grundschwingungsperiode mithilfe des analogen Komparators (ACOMP) synchronisiert.
  • 4. Für die Fehlerkorrektur der Wirkleistung (P) wegen der Netzspannungsschwankungen misst das Steuerungsprogramm die Spannung des Spannungsgleichrichters (10) (nicht öfter als ein Mal pro Periode), und verwendet diesen Messwert als ein Korrekturkoeffizient (Ku).
This task will be solved by the realization of the following four main proposals.
  • 1. Since the shape of the voltage signal in the AC network is almost in the form of a perfect sinusoid, the control program uses the information stored in the program memory (in multiplying instead of voltage samples). 3 ) stored values of a sine function (s. 2 . 3 ).
  • 2. The current sensor uses a symmetrical current shunt whose center is connected to the ground of the meter (GND). 3 ).
  • 3. The beginning of the measurement cycles is synchronized with the beginning of the fundamental oscillation period using the analog comparator (ACOMP).
  • 4. For the error correction of the active power (P) due to the mains voltage fluctuations, the control program measures the voltage of the voltage rectifier ( 10 ) (not more than once per period), and uses this measurement as a correction coefficient (K u ).

Da die Spannungsabtastwerte durch gespeicherte im Programmspeicher Sinuswerte eingetauscht werden, beseitigt es damit das Problem der notwendigen Phasenkorrektur zwischen dem Strom In und der Spannung Un (s. 2) und den damit verbundenen Apparatur-/Programmaufwand bzw. dessen Mehrkosten.Since the voltage samples are exchanged by stored sine values in the program memory, it eliminates the problem of the necessary phase correction between the current I n and the voltage U n (s. 2 ) and the associated equipment / program costs or its additional costs.

Außerdem steht dadurch temporär wesentlich mehr Leistung des Mikrocontrollers zur Verfügung, was zum anderweitigen Einsatz verwendet wird (mathematische oder Kommunikationsprozesse, Ausgabe von Information).In addition, this temporarily provides significantly more power of the microcontroller, which is used for other purposes (mathematical or communication processes, output of information).

Daneben, da als Stromsensor ein symmetrischer Stromschunt verwendet wird, behebt es die Notwendigkeit der Verschiebung des Stromsignals zur Mitte des dynamischen Messbereiches vom ADC und den damit verbundenen Apparatur- bzw. Programmaufwand.In addition, as a current sensor, a symmetrical current shunt is used, it eliminates the need to shift the current signal to the center of the dynamic range of the ADC and the associated equipment or program overhead.

Als Folge lässt sich nun wieder der ganze (anstatt wie o. e. nur die Hälfte) dynamische Messbereich des ADC verwenden (s. 2). Außerdem ist der resistente Stromschunt für die Messung des Gleichstromanteils geeignet und besitzt dabei einen breiten Frequenzbereich. Dieser ist leicht ins Gerät zu integrieren bzw. verwenden, und weist daneben geringe Preis und Maße auf.As a result, it is now possible to use the whole (instead of just half) dynamic range of the ADC (s. 2 ). In addition, the resistive current shunt is suitable for measuring the DC component and has a wide frequency range. This is easy to integrate or use in the device, and also has low price and dimensions.

Bei der Realisierung der o. g. Lösungsvorschläge lässt sich ein kleines Messmodul bzw. Messgerät konstruieren, das als Basis einen günstigen, industriell hergestellten Mikrocontroller hat, mit einer minimalen Anzahl weiterer elektronischen Bauteile und guter Eignung für praktische Messung der Leistung von elektrischer Last jeder Art. In the realization of the above proposed solutions, a small measuring module or measuring device can be constructed, which has as base a cheap, industrially manufactured microcontroller, with a minimum number of other electronic components and good suitability for practical measurement of the power of electrical load of any kind.

Ein solches Gerät kann im Haushalt/Labor zur Energie bzw. Leistungsmessung und dessen Kostenbestimmung, als ein Kontrollmodul in anderen Geräten zur Leistungskontrolle und als ein Leistungssensor in Mess-, Steuerungs- und Regelungssystemen verwendet werden.Such a device can be used in the household / laboratory for energy and power measurement and its cost determination, as a control module in other power control devices and as a power sensor in measurement, control and regulation systems.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it

1: den Verlauf des sinusförmigen Signals des Strom- und Spannungssensors und deren Abtastwerte (Un-1, In) für Geräte des aktuellen Entwicklungsniveaus der Technik einer günstigen Preisklasse; 1 : the course of the sinusoidal signal of the current and voltage sensor and their samples (U n-1 , I n ) for devices of the current development level of the technology of a low price range;

2: den Verlauf des sinusförmigen Signals eines symmetrischen Stromschunts (UR1, UR2), deren Abtastwerte (I0, I2, I4, ..., In-4; In-1, I3, I5, ..., In) und die tabellarischen Werte einer Sinusfunktion, die als Ersatzspannungswerte Un dienen; 2 : the course of the sinusoidal signal of a symmetrical current (U R1 , U R2 ) whose samples (I 0 , I 2 , I 4 , ..., I n-4 , I n-1 , I 3 , I 5,. .., I n ) and the tabular values of a sine function, which serve as substitute voltage values U n ;

3: das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles von dem Leistungsmessgerät für elektrische Last jeder Art. 3 FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the electrical load power meter of any type. FIG.

Die Grundkonfiguration des Leistungsmessgerätes (s. 3) besteht aus einem Stromsensor (R1, R2), einem Spannungsteiler der Netzspannung (R3, R4), zwei Tiefpassfiltern (11), einem Spannungsgleichrichter (10), einer Schaltung der Stromversorgung (nicht abgebildet) und einem Mikrocontroller. Der Mikrocontroller beinhaltet einen Analog-Digital-Umsetzer ADC (2), einen Analogmultiplexer MUX (1), einen analogen Komparator ACOMP (7), einen per Programm einstellbaren RC-Oszillator RC-OSC (8), eine Referenzspannungsquelle, I/O-Ports, RAM, EEPROM und FLASHROM.The basic configuration of the power meter (s. 3 ) consists of a current sensor (R1, R2), a voltage divider of the mains voltage (R3, R4), two low-pass filters ( 11 ), a voltage rectifier ( 10 ), a power supply circuit (not shown) and a microcontroller. The microcontroller includes an analog-to-digital converter ADC ( 2 ), an analog multiplexer MUX ( 1 ), an analog comparator ACOMP ( 7 ), a program-adjustable RC oscillator RC-OSC ( 8th ), a reference voltage source, I / O ports, RAM, EEPROM and FLASHROM.

Die erweiterte Konfigurationen des Leistungsmessgerätes können optional zusätzliche Module besitzen: Eingabetasten (S1), LCD-Display (nicht abgebildet) und weitere Kommunikation-, Speicher- und Zeitmodule.The extended configurations of the power meter may optionally include additional modules: input buttons (S1), LCD display (not shown) and other communication, memory and time modules.

Das Gerät arbeitet auf folgende Weise. Das sinusförmige Signal der Netzspannung, das auf den Spannungsteiler (R3, R4) geschwächt ist, geht zum Eingang des Analogkomparators ACOMP (7) und zum Spannungsgleichrichter (10) durch. Das Signal am Ausgang des Analogkomparators ACOMP (7) fungiert im Steuerungsprogramm (4) als Ereignis „Anfang der Periode”. Nach dem Signal „Anfang der Periode” beginnt das Steuerungsprogramm (4) das Messen der Wirkleistung für eine ganze Periode PT. Für eine Variante des Geräteaufbaus ohne Quarzresonator verwendet das Steuerungsprogramm (4) das Signal „Anfang der Periode” für die aktuelle Messung und Regelung der Frequenz des RC-Oszillators RC-OSC (8), dass den Einfluss von der Temperatur und Versorgungsspannung minimiert.The device works in the following way. The sinusoidal signal of the mains voltage, which is attenuated on the voltage divider (R3, R4), goes to the input of the analog comparator ACOMP ( 7 ) and the voltage rectifier ( 10 ) by. The signal at the output of the analog comparator ACOMP ( 7 ) functions in the control program ( 4 ) as an event "beginning of the period". After the signal "beginning of the period" the control program ( 4 ) Measuring the active power for a whole period P T. For a variant of the device structure without quartz resonator, the control program ( 4 ) the signal "beginning of the period" for the current measurement and control of the frequency of the RC oscillator RC-OSC ( 8th ) that minimizes the influence of temperature and supply voltage.

Das Signal am Ausgang des Spannungsgleichrichters (10) ist proportional zur Netzspannung. Nach der ersten Variante des Geräteaufbaus misst das Steuerungsprogramm (4) diese Spannung einmalig vor dem Zyklus des Messens der Wirkleistung in der Periode, und verwendet ihren Wert für die Wahl der entsprechenden Tabelle von Werten Un. Nach der zweiten Variante des Geräteaufbaus misst das Steuerungsprogramm (4) diese Spannung einmalig nach dem Zyklus des Messens der Wirkleistung in der Periode, und verwendet ihren Wert als ein Korrekturkoeffizient KU der Wirkleistung für eine ganze Periode PT. Bei der ersten Variante arbeitet das Programm schneller, und bei zweiter Variante steigert die Messgenauigkeit. Die zwei Hälften des Stromschunts R1 und R2 liefern Spannungswerte, die untereinander um 180 Grad verschoben und dem Laststrom proportional sind (2). Es ermöglicht, sowohl positive, als auch negative Anteile des Laststroms mit voller Auflösung von ADC (2) zu digitalisieren. Das Steuerungsprogramm (4) multipliziert die Werte Un, die aus dem FLASHROM (3) gelesen werden, mit den entsprechenden Abtastwerte In und integriert dieses Produkt während der Zeit einer Grundschwingungsperiode der Netzspannung. Dabei werden die geraden Abtastwerte In( + ), die von der Hälfte des Stromschunts R1 abgeleitet werden, mit Zeichen ”plus”, und die ungerade Abtastwerte In(–), die von der Hälfte des Stromschunts R2 abgeleitet werden, mit Zeichen ”minus” berücksichtigt. Daraufhin bekommt man den Wert der Wirkleistung für eine ganze Periode PT, den vom Programm mit folgender Formel berechnet wird:

Figure 00040001
The signal at the output of the voltage rectifier ( 10 ) is proportional to the mains voltage. According to the first variant of the device structure, the control program measures ( 4 ) This voltage once before the cycle of measuring the active power in the period, and uses its value for the selection of the corresponding table of values U n . According to the second variant of the device structure, the control program measures ( 4 ) This voltage once after the cycle of measuring the active power in the period, and uses its value as a correction coefficient K U of the active power for an entire period P T. In the first variant, the program works faster, and the second variant increases the accuracy of measurement. The two halves of the current R1 and R2 provide voltage values which are shifted by 180 degrees with respect to each other and proportional to the load current ( 2 ). It enables both positive and negative parts of the full-resolution load current of ADC ( 2 ) to digitize. The control program ( 4 ) multiplies the values Un that are derived from the FLASHROM ( 3 ) with the corresponding samples In and integrates this product during the period of a fundamental period of the line voltage. In this case, the even samples In ( + ) derived from half of the current R1 are denoted by "plus" and the odd samples In (-) derived from the half of the current R2 are denoted by "minus" considered. Then you get the value of the active power for a whole period P T , which is calculated by the program with the following formula:
Figure 00040001

C(+) und C(–) sind Korrektur- bzw. Maßstabkoeffizienten für den jeweiligen Messkanal. Das Steuerungsprogramm (4) gibt die Ergebnisse der Messungen, die in ASCII-Code umgewandelt sind, auf ein Anzeige-, Speicher- und Steuerungsgerät durch einen freien I/O-Port des Mikrocontrollers aus. Dafür kann einer der folgenden seriellen Kommunikationskanäle verwendet werden: Radio-, Infrarot-, Glasfaser oder Draht- bzw. Kabelkanal. Im Falle eines Drahtkanals ist der Einsatz von Optopaar OP (9) erforderlich. Dabei können verschiedene Codes- und Schnittstellenarten benutzt werden, wie z. B. RS-232, RS485, USB u. a.C (+) and C (-) are correction and scale coefficients for the respective measurement channel. The control program ( 4 ) outputs the results of the measurements converted to ASCII code to a display, storage and control device through a free I / O port of the microcontroller. You can use one of the following serial communication channels: radio, infrared, fiber or wire or cable channel. In the case of a wire channel, the use of Optopaar OP ( 9 ) required. Different types of codes and interfaces can be used, such as: Eg RS-232, RS485, USB and others

Als Anzeige-, Speicher- und Steuerungsgerät im Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Standard-PC mit Operationssystem „MS Windows” und dessen internes Programm Hyper Terminal” verwendet.As a display, storage and control device in the embodiment of the invention, a standard PC with operating system "MS Windows" and its internal program Hyper Terminal "is used.

Der Wechsel der Mess- und Funktionsmodi erfolgt über Tasten (S1) bzw. einen Kommunikationskanal.The change of the measuring and function modes takes place via keys (S1) or a communication channel.

Die Ergebnisse mehrerer früheren Messungen, sowie die Daten der Geräteeinstellung werden im EEPROM gespeichert und zusammen mit dem Ergebnis der aktuellen Messung in den Kommunikationskanal ausgegeben.The results of several previous measurements, as well as the device setting data, are stored in the EEPROM and output to the communication channel along with the result of the current measurement.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6943539 [0003, 0004] US 6943539 [0003, 0004]
  • CN 101419251 [0003] CN 101419251 [0003]
  • WO 2008/047428 [0003] WO 2008/047428 [0003]

Claims (10)

Leistungsmessgerät für elektrische Last jeder Art, das aus einem Stromsensor, einem ohmschen Netzspannungsteiler (R3, R4), Eingabe-/Ausgabeelements (Taster, LEDs, LCD), einer Schaltung der Stromversorgung und einem universellen Mikrocontroller bestehet, wobei der Mikrocontroller einen Analogmultiplexer MUX (1), einen Analog-Digital-Umsetzer ADC (2), einen analogen Komparator ACOMP (7), einen per Programm einstellbaren RC-Oszillator RC-OSC (8), eine Referenzspannungsquelle, I/O-Ports, RAM, EEPROM und FLASHROM beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass als Stromsensor ein symmetrischer Stromschunt verwendet wird, der aus zwei gleichen ohmschen Wiederständen (R1, R2) besteht, dessen Mittelpunkt mit der Erdung des Leistungsmessgeräts (GND) verbunden ist, und zwei seiner anderen Anschlusse durch je zwei Tiefpassfilter (11) mit je zwei Eingängen des Analogmultiplexers (1) des Mikrocontrollers (5) verbunden sind.Power meter for electrical load of any kind, consisting of a current sensor, an ohmic mains voltage divider (R3, R4), input / output element (pushbuttons, LEDs, LCD), a power supply circuit and a universal microcontroller, the microcontroller having an analog multiplexer MUX ( 1 ), an analog-to-digital converter ADC ( 2 ), an analog comparator ACOMP ( 7 ), a program-adjustable RC oscillator RC-OSC ( 8th ), a reference voltage source, I / O ports, RAM, EEPROM and FLASHROM, characterized in that a symmetrical current shunt is used as the current sensor, which consists of two equal resistances (R1, R2) whose center with the ground of the power meter (GND), and two of its other connections through two low-pass filters ( 11 ) with two inputs each of the analog multiplexer ( 1 ) of the microcontroller ( 5 ) are connected. Leistungsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Programmspeicher (3) des Mikrocontrollers (5) die Werte einer Sinusfunktion (Un) gespeichert sind, die den zeitgleichen Abtastwerten (In) des Stromes entsprechen.Power meter according to claim 1, characterized in that in the program memory ( 3 ) of the microcontroller ( 5 ) the values of a sine function (U n ) are stored, which correspond to the simultaneous samples (I n ) of the current. Leistungsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Netzspannungsteilers (R3, R4) an dem Eingang des analogen Komparators (7) angeschlossen ist.Power meter according to claim 1, characterized in that the output of the mains voltage divider (R3, R4) at the input of the analog comparator ( 7 ) connected. Leistungsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang des Netzspannungsteilers (R3, R4) und einem freien Eingang des Analogmultiplexers (1) des Mikrocontrollers ein Spannungsgleichrichter (10) angeschlossen ist.Power meter according to claim 1, characterized in that between the output of the mains voltage divider (R3, R4) and a free input of the analog multiplexer ( 1 ) of the microcontroller, a voltage rectifier ( 10 ) connected. Leistungsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung des Wertes der Wirkleistung (P) das Steuerungsprogramm die Sinusfunktionswerte (Un), die aus dem Programmspeicher (3) gelesen werden, mit den entsprechenden Stromabtastwerten (In) aus dem ADC (2) multipliziert und dieses Produkt während der Zeit einer Grundschwingungsperiode der Netzspannung integriert.Power meter according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the determination of the value of the active power (P), the control program, the sinusoidal function values (U n ) from the program memory ( 3 ), with the corresponding current samples (I n ) from the ADC ( 2 ) and integrates this product during the time of a mains voltage fundamental cycle. Leistungsmessgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Messzyklen der Wirkleistung (P) mit dem Beginn der Grundschwingungsperiode der Netzspannung mithilfe des Ausgangsignals des analogen Komparators (7) synchronisiert wird.Power meter according to claim 5, characterized in that the beginning of the measuring cycles of the active power (P) with the beginning of the fundamental oscillation period of the mains voltage by means of the output signal of the analog comparator ( 7 ) is synchronized. Leistungsmessgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fehlerkorrektur der Wirkleistung (P) wegen der Netzspannungsschwankungen das Steuerungsprogramm die Spannung des Spannungsgleichrichters (10) nicht öfter als ein Mal pro Periode misst, und diesen Messwert als ein Korrekturkoeffizient (Ku) verwendet.Power meter according to claim 5, characterized in that for the error correction of the active power (P) because of the mains voltage fluctuations, the control program, the voltage of the voltage rectifier ( 10 ) does not measure more than once per period, and uses this measurement as a correction coefficient (K u ). Leistungsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsprogramm (4) mindestens einen Treiber der seriellen Schnittstellen des Kommunikationskanals für die Verbindung mit einem Anzeige-, Speicher- und/oder Steuerungsgerät hat, dabei werden Ergebnisse der Messungen und/oder Steuerungsbefehle bzw. Einstellungsdaten in beide Richtungen übertragen.Power meter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control program ( 4 ) has at least one driver of the serial interfaces of the communication channel for connection to a display, storage and / or control device, results of the measurements and / or control commands or setting data are transmitted in both directions. Leistungsmessgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das Zwischenspeichern der Messergebnisse bzw. der Daten der Geräteeinstellung ein EEPROM verwendet wird.Power meter according to one of claims 5 to 8, characterized in that an EEPROM is used for the buffering of the measurement results or the data of the device setting. Leistungsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Minimierung der Einflüsse von Temperatur und Versorgungsspannung das Steuerungsprogramm (4) eine aktuelle Messung und eventuelle Regelung der Frequenz des RC-Oszillators RC-OSC (8) relativ zur Netzfrequenz durchführt.Power meter according to one of claims 1 to 9, characterized in that to minimize the influences of temperature and supply voltage, the control program ( 4 ) a current measurement and possible control of the frequency of the RC oscillator RC-OSC ( 8th ) relative to the grid frequency.
DE202010016329U 2010-12-08 2010-12-08 Power meter for electrical load of any kind Expired - Lifetime DE202010016329U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010016329U DE202010016329U1 (en) 2010-12-08 2010-12-08 Power meter for electrical load of any kind

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010016329U DE202010016329U1 (en) 2010-12-08 2010-12-08 Power meter for electrical load of any kind

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202010016329U1 true DE202010016329U1 (en) 2011-02-24

Family

ID=43663019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202010016329U Expired - Lifetime DE202010016329U1 (en) 2010-12-08 2010-12-08 Power meter for electrical load of any kind

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202010016329U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110531150A (en) * 2019-09-10 2019-12-03 浙江蓝迪电力科技有限公司 A kind of Road test system and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6943539B2 (en) 2003-07-02 2005-09-13 Texas Instruments Incorporated Electricity meter with multiple gains signal to an A/D converter
WO2008047428A1 (en) 2006-10-18 2008-04-24 Osaki Electric Co., Ltd. Electronic watthour meter
CN101419251A (en) 2008-12-08 2009-04-29 首都师范大学 Three phase electric energy meter based on C8051F310SOC single-chip

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6943539B2 (en) 2003-07-02 2005-09-13 Texas Instruments Incorporated Electricity meter with multiple gains signal to an A/D converter
WO2008047428A1 (en) 2006-10-18 2008-04-24 Osaki Electric Co., Ltd. Electronic watthour meter
CN101419251A (en) 2008-12-08 2009-04-29 首都师范大学 Three phase electric energy meter based on C8051F310SOC single-chip

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110531150A (en) * 2019-09-10 2019-12-03 浙江蓝迪电力科技有限公司 A kind of Road test system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2630959C2 (en) Kilowatt hour meter with static measuring mechanism
DE2821225C2 (en)
DE2812121A1 (en) MEASURING DEVICE FOR MEASURING AC CURRENT SIZES USING DIGITAL DATA PROCESSING
DE112009000873T5 (en) Partial scans to improve the measurement and measurement equipment
DE102004010707A1 (en) Energy meter arrangement and method for calibration
DE102012205223A1 (en) Monitor for electrical energy
CH677036A5 (en)
DE2626899B2 (en) Method and device for checking the accuracy of an analog-digital converter
DE3710904A1 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR EVALUATING AN ANALOG ELECTRICAL MEASURING SIZE
DE202010016329U1 (en) Power meter for electrical load of any kind
EP2960664A1 (en) Module, functional unit and system for detecting powers and amounts of energy in conductors
DE3027398C2 (en) Electric display device
DE19958369A1 (en) Phase failure monitoring
EP0015864B1 (en) Circuit for the determination of the reactance of a power transmission line in the case of a short circuit
DE102018106940A1 (en) Measuring device, measuring system and method for distributed energy measurement
EP1278073A1 (en) Device for measuring the electrical current flowing through at least an electrical conductor and method for error correction in such a device
DE102008042765A1 (en) Apparatus and method for measuring a resistance value
EP3817205A1 (en) Circuit arrangement for evaluating an input voltage of a power supply and associated method
DE3915880C2 (en)
DE19827345B4 (en) Method for deriving the active power of electrical consumers
DE2035617C3 (en) Circuit arrangement for measuring the capacitance and the loss angle of capacitors
CH687423A9 (en) Multifunktionszaehler
DE202010009631U1 (en) Multiple power meter module
DE102005057270A1 (en) Production machine`s production data detecting and analyzing system, has measuring computer e.g. counter, configurable for three single-phase measurement and three-phase measurement of production data
DE10245872B4 (en) Device and method for determining the output frequency of a power converter

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20110331

R156 Lapse of ip right after 3 years
R156 Lapse of ip right after 3 years

Effective date: 20140701