DE3619053A1 - Electricity cost meter - Google Patents

Electricity cost meter

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DE3619053A1 DE19863619053 DE3619053A DE3619053A1 DE 3619053 A1 DE3619053 A1 DE 3619053A1 DE 19863619053 DE19863619053 DE 19863619053 DE 3619053 A DE3619053 A DE 3619053A DE 3619053 A1 DE3619053 A1 DE 3619053A1
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Abstract

In order to determine the running costs of individual electrical loads directly, an electricity cost meter is provided according to the invention which is connected directly into the power supply for the load, and amplifies and rectifies that voltage which is dropped across a shunt and is proportional to the load current, taking into account a voltage which is proportional to the selected tariff, this voltage being converted in a voltage/frequency converter into a frequency which is an analogue of the applied voltage, and this frequency being integrated in a programmable logic unit and displayed via a digital display. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromkosten­ zähler zur Ermittlung der laufenden Kosten einzel­ ner elektrischer Verbraucher.The invention relates to electricity costs counter to determine the running costs individually ner electrical consumer.

Üblicherweise wird mit einem elektrischen Zähler nur der Gesamtverbrauch einer Wohneinheit, d.h. eines Hauses oder einer Wohnung, mit allen darin befindlichen elektrischen Verbrauchern ermittelt. In speziellen Fällen kann es aber von Interesse sein, die laufenden Kosten, die beim Betrieb eines einzelnen elektrischen Gerätes, z.B. eines Fern­ sehers, Kühlschrankes, Radios, Herdes oder Heiz­ lüfters anfallen, zu ermitteln.Usually with an electric counter only the total consumption of a residential unit, i.e. of a house or apartment, with everyone in it electrical consumers located. In special cases it can be of interest be the running cost of running a business individual electrical device, e.g. of a distance seers, refrigerators, radios, stoves or heating are often incurred to determine.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stromkostenzähler für einzelne Haushaltsge­ räte zu schaffen, um einen Eindruck der anfallenden Stromkosten zu bieten, ohne aber ein geeichtes Meß­ gerät darzustellen.The invention is therefore based on the object an electricity meter for a single household advice to create an impression of the accruing To offer electricity costs, but without a calibrated measurement display device.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge­ sehen, daß der unmittelbar in die Stromversorgung für den Verbraucher eingeschaltete Zähler die über einen Shunt abfallende und dem Verbraucherstrom proportionale Spannung unter Aufschaltung einer dem eingestellten Tarif proportionalen Spannung ver­ stärkt und gleichgerichtet wird, und daß diese Spannung in einem Spannungs-Frequenz-Wandler in eine der anliegenden Spannung analoge Frequenz um­ gewandelt wird, die in einer programmierbaren Logik aufsummiert und über eine digitalisierte Anzeige angezeigt wird.To solve this problem, the invention provides see that directly into the power supply counters turned on for the consumer  a shunt falling and the consumer current proportional voltage with the connection of a set tariff proportional voltage ver strengthens and is rectified, and that this Voltage in a voltage to frequency converter in a frequency analog to the applied voltage is transformed into a programmable logic added up and via a digitized display is shown.

Um dabei den jeweiligen Tarif von außen einstellen zu können, kann ein Kodierschalter mit drei Ebenen vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, die Ein­ stellung über drei Potentiometer durchzuführen, deren Achsen mit Rändelscheiben zur Anzeige der eingestellten Zahlen versehen sind. Ferner kann der Tarif als digitaler Wert in einem elektrischen Speicher gespeichert sein, dessen Eingabe über Tasten erfolgt.To set the respective tariff from the outside To be able to, a coding switch with three levels be provided. But it is also possible to use the one position via three potentiometers, whose axes with knurled disks to display the set numbers are provided. Furthermore, the tariff as a digital value in an electrical Be stored, its input via Buttons.

Zweckmäßig ist es, wenn das Maß der Verstärkung der verbraucherproportionalen Spannung durch den eingestellten Tarif bestimmt ist. Es ist aber auch möglich, daß das Tarifsignal auf die erzeugte Fre­ quenz einwirkt.It is useful if the degree of reinforcement the voltage proportional to the consumer due to the set tariff is determined. It is also possible that the tariff signal on the generated Fre effect.

Zweckmäßigerweise ist dem Verstärker ein Spannungs­ folger nachgeschaltet, dessen Ausgangsspannung eine Offset-Spannung zur Festlegung des Arbeits­ punktes des Spannungs-Frequenz-Wandlers überlagert ist.The amplifier is expediently a voltage connected downstream, its output voltage an offset voltage to determine the work point of the voltage-frequency converter superimposed is.

Die erzeugte Frequenz kann durch eine Teilerkette auf die den Kosten entsprechenden Werte geteilt und dann durch einen Zähler gezählt und angezeigt werden.The frequency generated can by a divider chain divided to the values corresponding to the costs and  then counted by a counter and displayed will.

Als Anzeige eignet sich besonders eine LED- oder LCD-Anzeige.A LED or is particularly suitable as a display LCD display.

Der Zähler kann als Wandgerät zum direkten Einstecken in eine Steckdose ausgebildet sein, wobei dann der Anschlußstecker des Verbrauchers unmittelbar in den Stromkostenzähler einsteckbar ist.The meter can be plugged in as a wall unit be formed in a socket, then the Plug the consumer directly into the Electricity meter can be inserted.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:Using a schematic drawing are structure and operation of an embodiment the invention explained in more detail. Show:

Fig. 1 ein stark schematisiertes Prinzipschalt­ bild eines derartigen Stromkostenzählers und Fig. 1 is a highly schematic circuit diagram of such an electricity meter and

Fig. 2 die perspektivische Ansicht eines derarti­ gen Zählers im einsatzfertigen Zustand. Fig. 2 is a perspective view of a gene gene in the ready-to-use state.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Stromkosten­ zähler 1 mit einem Stecker 2 unmittelbar an eine Netzsteckdose 3 angeschlossen, während der jeweili­ ge Verbraucher 4 über seinen Anschlußstecker 5 in die Steckdose 6 des Stromkostenzählers 1 einge­ steckt ist.As can be seen from Fig. 1, the electricity cost meter 1 is connected directly to a mains socket 3 with a plug 2 , while the respective ge consumer 4 is inserted via its connector 5 into the socket 6 of the electricity meter 1 .

Über einen Widerstand 7 wird eine dem Verbraucher­ strom proportionale Spannung abgegriffen, in einem Verstärker 8 verstärkt und nach Gleichrichtung wird in einem Spannungs-Frequenz-Wandler 9 eine der anliegenden Spannung analoge Frequenz erzeugt, die dann in einem Zähler 10 aufsummiert und digital als Kosten in einer Anzeige 11 angezeigt wird.Via a resistor 7 , a voltage proportional to the consumer is tapped, amplified in an amplifier 8 and, after rectification, a frequency analog to the applied voltage is generated in a voltage-frequency converter 9 , which is then added up in a counter 10 and digital as a cost a display 11 is displayed.

Für eine exakte Anzeige der Kosten muß dabei über einen Tarifschalter 12 der jeweilige Tarif einstell­ bar sein und auf die Signalspannung aufgegeben werden. Zur Einstellung des Tarifs von außen kann dabei ein Kodierschalter mit drei Ebenen verwendet werden. Ein derartiger Kodierschalter bekannter Bau­ art bietet den Vorteil, daß der Wert leicht einge­ stellt werden kann, daß die Information nicht durch Spannungsausfall verloren geht und daß der einge­ stellte Tarif ständig angezeigt wird.For an exact display of the costs, the respective tariff must be adjustable via a tariff switch 12 and be given up to the signal voltage. A coding switch with three levels can be used to set the tariff from the outside. Such a coding switch known construction type has the advantage that the value can be easily set, that the information is not lost due to a power failure and that the tariff set is constantly displayed.

Es ist aber auch möglich, den Tarif über drei ein­ fache Potentiometer einzustellen. Die Achsen an diesen Potentiometer werden dabei mit einer Rändel­ scheibe versehen, welche auch die eingestellten Zahlen anzeigt. Werden dabei die Schleifringe der Potentiometer mit einem leitenden Raster bedruckt, kann auch hiermit eine ausreichende Genauigkeit er­ zielt werden.But it is also possible to enter the tariff over three fold potentiometer. The axes on this potentiometer are knurled disc, which also the set Numbers. Are the slip rings the Potentiometer printed with a conductive grid, can also provide sufficient accuracy aims to be.

Es ist aber auch möglich, den Tarif als digitalen Wert in einem elektrischen Speicher zu speichern. Hierbei ist jedoch eine Pufferung durch einen Akku erforderlich. Die Eingabe erfolgt zweckmäßigerweise über Tasten.But it is also possible to use the tariff as digital Store value in an electrical store. However, this is buffering by a battery required. The entry is advisable via buttons.

Darüber hinaus ist eine Einstellung des Tarifs auch über Kodierkarten, Stecker oder Stifte möglich, die über eine geeignete Matrix entsprechende Verbin­ dungen herstellen. In addition, a tariff setting is also possible via coding cards, plugs or pins that via a suitable matrix manufacture solutions.  

Der eingestellte Tarif kann dabei auf das unmittel­ bar abgegriffene Meßsignal, das verstärkte Meßsignal oder aber auch auf die Frequenz einwirken. Zweck­ mäßig ist es, wenn die Verstärkung des Verstärkers 8 unmittelbar durch den Tarifschalter 12 erfolgt.The set tariff can act on the direct measured signal, the amplified measuring signal or the frequency. It is useful if the amplifier 8 is amplified directly by the tariff switch 12 .

Zweckmäßigerweise ist dem Verstärker 8 noch ein nicht näher dargestellter Spannungsfolger nachge­ schaltet, wobei der Ausgangsspannung des Spannungs­ folger eine Offset-Spannung überlagert wird, mit der der Arbeitspunkt des Spannungs-Frequenz-Wandlers 9 bestimmt wird. Die erzeugte Spannung wird dann durch eine Teilerkette auf die den Kosten entspre­ chende Werte geteilt, durch einen Zähler 10 ge­ zählt und über eine LED- oder LCD-Anzeige angezeigt. Dabei ist jedoch eine Ausführung als LCD-Anzeige vorzuziehen, da durch den geringeren Stromverbrauch gegenüber der LED-Anzeige die Versorgungsspannung über einen kleineren Akku gepuffert werden kann.The amplifier 8 is expediently connected to a voltage follower (not shown), the output voltage of the voltage follower being superimposed with an offset voltage with which the operating point of the voltage-frequency converter 9 is determined. The generated voltage is then divided by a divider chain on the values corresponding to the costs, counted by a counter 10 and displayed on an LED or LCD display. However, a version as an LCD display is preferable because the lower power consumption compared to the LED display means that the supply voltage can be buffered using a smaller battery.

In Abwandlung ist es auch möglich, daß das am Wider­ stand 7 abgegriffene Meßsignal durch einen Wechsel­ spannungsverstärker verstärkt und erst danach gleich­ gerichtet wird. Zur Messung kleiner Ströme kann da­ bei ein Bereichsschalter eingesetzt werden, da bei zu kleinen Signalspannungen der Spannungs-Frequenz- Wandler nicht linear arbeitet. Für die Erzielung einer größeren Genauigkeit bei sehr kleinen Signalen kann eine negative Versorgungsspannung erforderlich sein.As a modification, it is also possible that the measurement signal picked up at the counter 7 is amplified by an AC voltage amplifier and only then straightened out. A range switch can be used to measure small currents since the voltage-frequency converter does not work linearly if the signal voltages are too low. A negative supply voltage may be required to achieve greater accuracy with very small signals.

In Fig. 2 ist ein fertiger Stromkostenzähler 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt, der in seiner oberen Frontplatte 15 den Tarifschalter 12 sowie die Anzeige 11 und eine Starttaste 16 zeigt, mit der das Gerät auf die Anzeige "0" gebracht werden kann. Im unteren Teil ist die Steckdose 17 eingelassen, in die direkt der Verbraucherstecker eingesteckt werden kann.In Fig. 2, a finished electricity meter 1 is shown in perspective view, which shows the tariff switch 12 and the display 11 and a start button 16 in its upper front plate 15 , with which the device can be brought to the display "0". In the lower part of the socket 17 is inserted, into which the consumer plug can be inserted directly.

Der Stromkostenzähler 1 kann dabei als Wandgerät zum direkten Einstecken in eine Steckdose, als Tischgerät mit Verlängerungskabel oder als Einbau­ gerät in Geräte oder Wände als direkte Kombination mit der Netzsteckdose ausgeführt werden.The electricity meter 1 can be designed as a wall unit for direct insertion into a socket, as a table unit with an extension cable or as a built-in unit in devices or walls as a direct combination with the mains socket.

Der dargestellte Stromkostenzähler soll kein ge­ eichtes Meßgerät sein, sondern lediglich einen Ein­ druck der anfallenden Stromkosten bei der Benutzung von Haushaltsgeräten unmittelbar zum Zeitpunkt des Verbrauches bieten.The electricity meter shown should not be ge calibrated measuring device, but only an on printing the electricity costs incurred during use of household appliances immediately at the time of Offer consumption.

Claims (12)

1. Stromkostenzähler zur Ermittlung der laufenden Kosten einzelner elektrischer Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar in die Stromversorgung (3) für den Verbraucher (4) eingeschaltete Zähler (1) die über einen Shunt (7) abfallende und dem Verbraucher­ strom proportionale Spannung unter Aufschaltung einer dem eingestellten Tarif (12) proportionale Spannung gleichgerichtet und verstärkt wird, diese Spannung in einem Spannungs-Frequenz-Wandler (9) in eine der anliegenden Spannung analoge Frequenz umgewandelt und in einer programmierbaren Logik (10) aufsummiert und über eine Digital-Anzeige (11) angezeigt wird.1. Electricity meter for determining the running costs of individual electrical consumers, characterized in that the directly in the power supply ( 3 ) for the consumer ( 4 ) switched on counter ( 1 ) via a shunt ( 7 ) falling and the consumer current proportional voltage below Activation of a voltage proportional to the set tariff ( 12 ) is rectified and amplified, this voltage is converted in a voltage-frequency converter ( 9 ) into a frequency analogous to the applied voltage and added up in a programmable logic ( 10 ) and via a digital display ( 11 ) is displayed. 2. Stromkostenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Tarifs ein Kodierschalter mit drei Ebenen vorgesehen ist.2. Electricity meter according to claim 1, characterized characterized that for setting the tariff a coding switch with three levels is provided. 3. Stromkostenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Tarifs über drei Potentiometer erfolgt, deren Achsen mit Rändelscheiben zur Anzeige der eingestellten Zahlen versehen sind.3. Electricity meter according to claim 1, characterized characterized that the setting of the tariff via three potentiometers, the axes of which are also used  Knurled disks for displaying the set numbers are provided. 4. Stromkostenzähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe der Potentiome­ ter mit einem leitenden Raster bedruckt sind.4. Electricity meter according to claim 3, characterized characterized that the slip rings of the potentioms ter are printed with a conductive grid. 5. Stromkostenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tarif als digitaler Wert in einem elektrischen Speicher gespeichert ist, dessen Eingabe über Tasten erfolgt.5. Electricity meter according to claim 1, characterized characterized that the tariff as a digital value is stored in an electrical memory, which is entered using keys. 6. Stromkostenzähler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verstärkung der verbraucherproportio­ nalen Spannung durch den eingestellten Tarif be­ stimmt ist.6. Electricity meter after one or more of claims 1 to 5, characterized in that the degree of reinforcement of the consumer proportion nalen tension due to the set tariff is true. 7. Stromkostenzähler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tarifsignal auf die erzeugte Frequenz ein­ wirkt.7. Electricity meter after one or more of claims 1 to 5, characterized in that the tariff signal on the generated frequency works. 8. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (8) ein Spannungsfolger nachgeschaltet ist, dessen Aus­ gangsspannung eine Offset-Spannung zur Festlegung des Arbeitspunktes des Spannungs-Frequenz-Wandlers (10) überlagert ist.8. Electricity meter according to claim 1 to 6, characterized in that the amplifier ( 8 ) is followed by a voltage follower, the output voltage of which is superimposed on an offset voltage for determining the operating point of the voltage-frequency converter ( 10 ). 9. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Frequenz durch eine Teilerkette auf die den Kosten entspre­ chenden Werte geteilt wird, die durch einen Zähler (10) gezählt und angezeigt wird. 9. Electricity meter according to claim 1 and 8, characterized in that the frequency generated is divided by a divider chain to the corresponding costs, which is counted and displayed by a counter ( 10 ). 10. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige (11) als LED- oder LCD-Anzeige ausgeführt ist.10. Electricity meter according to claim 1 and 9, characterized in that the display ( 11 ) is designed as an LED or LCD display. 11. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als Wandgerät (1) zum direkten Einstecken in eine Steckdose ausge­ bildet ist.11. Electricity meter according to claim 1 to 10, characterized in that it is formed as a wall unit ( 1 ) for direct insertion into a socket. 12. Stromkostenzähler nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkostenzähler (1) eine Steckdose (17) zum direkten Anschluß des Verbrauchers (4) aufweist.12. Electricity meter according to claim 1 to 11, characterized in that the electricity meter ( 1 ) has a socket ( 17 ) for direct connection of the consumer ( 4 ).
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