DE3640448A1 - Verbrauchszaehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Zähler zum Messen des Verbrauchs, der von einem Kunden abgenommen wird, und insbesondere ein automatisches Fernmeßsystem auf Mikroprozessorbasis zum Messen des Verbrauchs von Ver­ sorgungsleistungen wie Elektrizität, Wasser, Gas und dergleichen.

Gegenwärtig werden Versorgungsleistungen wie Elektrizi­ tät, Wasser, Gas und dergleichen örtlichen Abnehmern auf einer verbrauchsabhängigen Basis verkauft. Im allgemeinen werden für jede einzelne Versorgungsleistung einzelne Zählervorrichtungen verwendet, wobei jeder Zähler perio­ disch vom Abnehmer oder von Seiten der Gesellschaft ab­ gelesen werden muß. Die meisten heute benützten Ver­ brauchszähler sind entweder mechanische oder elektro­ mechanische Vorrichtungen, welche den gemessenen Ver­ brauch in eine Form von Drehbewegung umwandeln, um eine Drehmeßscheibe oder Meßzylinder fortzuschalten, der eine visuelle Anzeige des Verbrauchs liefert. Mechanische oder elektromechanische Zähler dieses Typs sind von sich aus ungenau, insbesondere bei einem niedrigen Verbrauchs­ niveau. Beispielsweise spricht ein herkömmlicher Zähler für elektrische Arbeit normalerweise nicht bei Energie­ niveaus unter 32-38 Ws an. Für die Elektrizitätsgesell­ schaft stellt ein Energieverbrauch unterhalb dieses Ni­ veaus eine Stromlieferung ohne Rechnung dar. Die Kummu­ lativwirkung dieser Nichtberechnung ist erheblich, wenn sie über ein Jahr im gesamten Kundenbereich zusammenge­ zählt wird. Außerdem verbrauchen elektromechanische Zähler Elektrizität bei der Messung. Die durch einen normalen Wattstundenzähler verbrauchte Elektrizität kostet den Kunden durchschnittlich ca. $ 12,80 (ca. DM 25,--) pro Jahr. Daher würden sowohl die Gesellschaft als auch der Kunde aus einem genaueren wirksameren Zähler Nutzen ziehen.

Außer der Ungenauigkeit und des hohen Stromverbrauchs haben herkömmliche Verbrauchszähler keine Fernmeßmög­ lichkeiten und können auch nicht leicht nachgerüstet werden, um diese Fernmeßmöglichkeiten einzubauen. Die Fernmessung würde die Zeit und Kosten ersparen, von Tür zu Tür zu laufen, um jeden Zähler abzulesen und wäre daher ein sehr wünschenswertes Merkmal.

Die meisten heutigen Zähler sind für eine manuelle Ab­ lesung ausgelegt, z.B. in monatlichen Abständen, und liefern eine Ablesung des gesamten kumulativen Verbrauchs bis zum Ablesedatum. Herkömmliche Zähler liefern keine Daten über die Gebrauchszeit, d.h. Daten über den Momen­ tanverbrauch zu einem gewählten Zeitpunkt. Bei den E-Werken können beispielsweise die Daten für die Ver­ brauchsdauer sehr nützlich und wichtig sein. Der Ver­ brauch von Elektrizität ist meist nicht gleichmäßig über den Tag verteilt. Im Sommer beispielsweise liegt der Verbrauch meist viel höher während der heißen Stunden des Tages wenn Klimaanlagen laufen. In größeren Stadt­ gebieten, insbesondere solchen mit Schwerindustrie fällt die Belastung durch Klimaanlagen mit der Belastung durch gewerblichen Verbrauch zusammen, um eine Nachfragespitze nach Elektrizität zu erzeugen, die viel höher sein kann, als die Durchschnittsanforderung über das Jahr hinweg. Um einen teilweisen oder gesamten Stromausfall zu ver­ hindern, muß das E-Werk genügend Reserven an Stromer­ zeugungseinrichtungen haben, um diese Anforderungsspitze zu befriedigen. In den Stunden ohne Spitzenverbrauch ist diese Reserve unbenützt. Es ist natürlich teuer, eine Reserve bereitzuhalten, um den Spitzenverbrauch zu ver­ sorgen, besonders, da die Reserve periodisch brachliegt.

Es wäre somit wünschenswert, den Verbrauch von Elektri­ zität mit einer höheren Rate während der Stunden des Spitzenverbrauches zu verrechnen und mit einer niedrige­ ren Rate während der übrigen Verbrauchsstunden. Um eine richtige Rechnungsrate anzuwenden, muß man nicht nur bestimmen können, wieviel Elektrizität, sondern auch wann sie verbraucht wurde. Daher ist eine Zählung der Verbrauchszeit höchst wünschenswert.

Außer dem Zählen der Verbrauchszeit für die Berechnung von Spitzenverbrauch/Nicht-Spitzenverbrauch wären die Daten für die Verbrauchszeit möglicherweise nützlich bei der Überwachung der Stromanforderung der Kunden­ basis bei der Planung zukünftiger Erweiterungen und bei der Optimierung des Elektrizitätsnetzes und bei der Fehlersuche von Stromausfällen und Unterbrechungen des Versorgungsbetriebes. Für die E-Werke beispielsweise, ist es hilfreich, die Daten über die Verbrauchszeiten bei der Auswahl der Nennleistung von Verteilertrans­ formatoren, beim Symmetrieren eines dreiphasigen Ver­ teilersystems zu haben, so daß jede Phase gleichmäßig belastet ist, sowie bei der Fehlersuche und Feststellung der Ursache von Stromspitzen oder -abfällen. Die heuti­ gen Elektrizitätszähler können meist diese Daten nicht liefern.

Die Erfindung stellt eine erhebliche Verbesserung gegen­ über früheren Zählern dar. Die Erfindung weist mindestens eine und wahlweise mehrere Einrichtungen auf, um den Stromverbrauch zu messen. Der Elektrizitätsverbrauch wird unter Verwendung einer Vorrichtung gemessen, die auf ein Magnetfeld anspricht und eine Hall-Effekt-Vor­ richtung aufweist. Das Meßgerät oder der Fühler ist sehr genau, selbst bei niedrigem Verbrauchsniveau und bringt keine Einfügungsdämpfung, welche die Genauigkeit beeinflußt. Außer dem Messen des Elektrizitätsverbrauches kann die Erfindung auch Signale von anderen Versorgungs­ meßfühlern, wie Meßfühler für den Wasserstrom, Gasstrom und anderen Zählern für Versorgungsleistungen empfangen, diskriminieren und verarbeiten.

Weiter weist die Erfindung einen Prozessor oder Mikro­ prozessor auf, der auf den oder die Fühler für die Ver­ sorgungsleistungen anspricht und digitale Daten für den Verbrauch der Versorgungsleistung erzeugt. Ein Speicher, wie ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) ist mit dem Prozessor verbunden, um die Digitaldaten zu speichern. Der Prozessor weist auch eine analog-digitale Schnittstelle auf, um Analogsignale des Versorgungsmeßfühlers in Digi­ talsignale zur Verarbeitung durch den Mikroprozessor um­ zuwandeln. Eine Anzeige, wie eine Leuchtdioden- oder Flüssigkristall- 7 Segment Anzeige spricht auf den Pro­ zessor an und liefert eine Sichtanzeige der vom Prozessor erzeugten Digitaldaten. Außerdem ist an dem Prozessor eine Datenübertragungseinrichtung zum Übertragen von Digitaldaten an einen vom Zähler entfernten Ort ange­ schlossen. Die Datenübertragungseinrichtung kann über ein Telefonsystem, eine Übertragungsanlage mit Faseroptik oder andere Übertragungsverbindungen einschließlich von Sendeleitungen und Radioverbindungen übertragen. Wird eine Telefonübertragung verwendet, dann erzeugt der Pro­ zessor ein Ausgangssignal für eine serielle Übertragung mit einem Modem-Schaltkreis.

Außer der Erzeugung einer Sichtanzeige für den Verbrauch der Dienstleistung über die Anzeige und einer Fernan­ zeige über die Übertragungseinrichtung weist die Erfin­ dung auch eine Steuerung auf, welche den Prozessor ver­ anlaßt, Digitaldaten beim Empfang oder in periodischen Intervallen zu überwachen und einen Alarm in Abhängigkeit von einem bestimmten Fehlerzustand auszulösen. Beispiels­ weise kann der Prozessor so programmiert werden, daß er auf eine Unterbrechung der Versorgung oder eine Verschlech­ terung im Versorgungsbetrieb anspricht, indem er ein Protokoll des Vorfalls aus der Zeit in welcher dieser Vorfall auftrat, speichert. Der Speicher kann durch Fern­ bedienung über die Datenübertragungseinrichtung abgeru­ fen werden, um Einzelheiten des Alarmvorfalls selbst nach seinem Auftreten zu erhalten. Andererseits kann der Prozessor automatisch eine Alarmanzeige an das Hauptbüro, eine Überwachungsstation oder einen anderen entfernten Ort über die Datenübertragungseinrichtung liefern. Die elektronische Schaltung nach einem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung gewinnt ihre Hauptar­ beitskraft von der Versorgungsleistung (vom Netz) selbst und kann eine Reservestromquelle mit einer Speicher­ batterie und einer Schaltung aufweisen, welche eine niedrige Spannung an der Batterie abgreift. Wenn die Hauptstromquelle ausfällt, dann bedient die Reserve­ batterie den Prozessor und die mit ihm verbundene Schaltung, um sicher zu stellen, daß keine Daten ver­ lorengehen.

Die Erfindung befindet sich in einem Gehäuse,welches ein körperliches Herumspielen mit der elektronischen Schaltung verhindert. Die Gesamtanlage einschließlich des Gehäuses kann in ein vorhandenes Vierbackenfutter einer Zählerhalterung montiert werden. Das Gehäuse weist einen Detektor für unbefugte Eingriffe auf, der mit dem Gehäuse verbunden ist und an den Prozessor ge­ koppelt ist. Dieser Detektor für unbefugte Eingriffe überträgt ein Signal für Herumspielen, das der Prozessor über die Übertragungseinrichtung an das Hauptbüro oder die Überwachungsstation übertragen kann. Um einen wei­ teren Schutz gegen eine Fehlfunktion des Zählers infolge einer Sperre des Prozessors zu bieten, ist eine Über­ wachungsschaltung mit dem Prozessor gekoppelt, die ein Löschsignal in Abhängigkeit von der Sperre des Prozessors für einen bestimmten Zeitraum erzeugt. Schaltet der Prozessor ab oder ist infolge von Herumspielen oder von Störsignalen auf der Netzleitung gesperrt, so erkennt die Überwachungsschaltung diesen Zustand und startet das Kontrollunterprogramm des Prozessors.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Verbrauchs­ zählers in einer beispielhaften Installation;

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit Darstellung der Fern­ ablesung des Zählers mit einem gegenwärtig bevorzugten telefonischen Telemetriesystem;

Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht des Zählers, wobei das Schutzgehäuse entfernt ist, um die Anlage der Schaltungsplatine zu zeigen;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3 mit Darstellung der Unterseite der Stromfühler­ platine;

Fig. 5 ein Schaltbild der Stromfühlerplatine nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6A und 6B ein schematisches Schaltbild der Prozessor­ und Anzeigeplatine nach einem Ausführungsbei­ spiel der Erfindung;

Fig. 7 ein Programmblockschaltbild der Steuerung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 einen Querschnitt wie Fig. 4 mit Darstellung des anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 9 eine perspektivische Frontansicht des Zählers mit Schutzgehäuse und Frontplatte.

Der Verbrauchszähler 20 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Der Zähler 20 ist in einer herkömmlichen Vierbacken-Zählerhalterung 22 mon­ tiert, die am unteren Ende einer Steigleitung 24 befe­ stigt ist. Die Zählerhalterung 22 ist an einer Gebäude­ wand 26 oder einer Säule für Versorgungsleitungen bzw. an einer anderen geeigneten Vorrichtung zur Montage be­ festigt. Die elektrische Versorgungsleitung ist über eine Freilandversorgungsleitung 28 herangeführt, welche eine oder mehrere stromführende Leitungen sowie den Null­ leiter aufweisen kann. Die elektrische Stromversorgung gelangt in die Steigleitung 24, läuft durch die Halterung 22 und tritt in das Gebäude durch das Eingangskabel 30 ein. Wie nachstehend näher erläutert wird, ist der Zäh­ ler 20 das durch den ankommenden elektrischen Strom er­ zeugte Magnetfeld. Das Eingangskabel 30 tritt in das Gebäude 26 ein und wird an einem Verteilerbrett 27 an­ gebracht, welches Sicherungen oder Unterbrecherschalter in der herkömmlichen Weise beherbergt.

Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, daß sie gute Fernablesemöglichkeiten über verschiedene mögliche Fernmeßeinrichtungen einschließlich der Fernmessung über kommerzielle Telefonleitungen, Radioübertragungen, opti­ sche Faserkabel, reservierte Übertragungsleitungen, Wechselspannungsleitungen und dergleichen bietet. Obwohl die Erfindung mit jedem Fernmeßsystem verwirklicht werden kann, sind kommerzielle Telefonleitungen vorherrschend, und werden daher gegenwärtig vorgezogen. Dementsprechend zeigt Fig. 1 eine ankommende Telefonleitung 32, welche in herkömmlicher Weise zur Netzschnittstelle 34 geführt ist. Vorzugsweise auf der Abnehmerseite der Netzschnitt­ stelle 34 ist eine Zählerschnittstelle 36 (MIU) angebracht. Die Zählerschnittstelle 36 ist mit dem Zähler 20 ver­ bunden und stellt die Verbindung zwischen dem Zähler und dem kommerziellen Telefonnetz her. Die Zählerschnitt­ stelle 36 kann auf Wunsch im Schutzgehäuse des Ver­ brauchszählers 20 untergebracht werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß außer der elektrischen Versorgung auch andere Versorgungs­ leistungen mit Zählern, einschließlich Gas und Wasser, überwacht werden können. Zur Darstellung dieses Merk­ males der Erfindung zeigt Fig. 1 einen Wasserzähler 38 und einen Gaszähler 40. Zähler 38 und 40 sind mit dem Zähler 20 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung über Verbindungsleitungen 42 verbunden. Die Zähler 38 und 40 können herkömmliche Durchsatzmeßzähler sein, welche elektrische Ablesungseinrichtungen aufweisen oder mit diesen nachgerüstet sind. Wenn die Ablesesignale am Zähler 20 anliegen, werden sie analysiert, gespeichert und für einen möglichen Zugriff durch die entsprechende Versorgungsgesellschaft über die Telefonleitung 32 ver­ arbeitet. Der Zähler 20 entscheidet, welche Versorgungs­ signale (Elektrizität, Gas, Wasser usw.) zu einem gege­ benen Zeitpunkt eingegeben, gespeichert und analysiert werden. Die Versorgungssignale können sequentiell mit einer genügend großen Geschwindigkeit abgegriffen werden, so daß Abtastfehler vernachlässigbar sind.

Fig. 2 zeigt ein gegenwärtig bevorzugtes Datenfernmeß­ system, das sich kommerzieller Telefonnetzwerke bedient. Fig. 2 zeigt den Verbrauchszähler 20 mit einem wahlweisen zweiten Verbrauchszähler (wie Wasser oder Gas) 44. Für Erläuterungszwecke der Erfindung ist die Zählerschnitt­ stelle (MIU) 36 als eine dem Zähler 20 externe Einrich­ tung dargestellt. Natürlich kann, wie erwähnt,die Zähler­ schnittstelle 36 in die Baugruppe des Verbrauchszählers selbst eingebaut werden. Die Zählerschnittstelle 36 ist mit dem Zähler 20 über Eingangsleitungen 46 verbunden, welche die einzelnen Benennungen RXD, TXD und TRIG, wie in Fig. 6A tragen, wie nachstehend näher erläutert wird. Der Ausgang der Zählerschnittstelle 36 ist an die Ader zur Stöpselspitze 48 und die Ader zum Stöpselring 50 der Prüffernleitung eines kommerziellen Telefonnetzes gekoppelt. Die Ader zur Stöpselspitze und die Ader zum Stöpselring sind ihrerseits über die Netzschnittstelle 34 mit dem Netz des Telefonbetreibers oder einer Schlei­ fe 52 verbunden, welche die Rufe zum verbrauchenden Ab­ nehmer über Schaltkreise leitet, die sich im Hauptbüro 54 des Telefonbetreibers befinden. Die Prüffernleitung kann durch die Schaltkreise herkömmlicherweise abgegrif­ fen werden, um einen Zugriff zum Telefonkreis des Ab­ nehmers zu haben, ohne die Läuteinrichtung zu betätigen.

Um mit der Zählerschnittstelle zu verkehren, hat die Versorgungsgesellschaft, z.B. das E-Werk ein Datenüber­ tragungsterminal 56, das eine rechnergesteuerte Prozessor­ untergruppe 58 und eine Datenübertragungsschnittstelle 60 aufweist, die über das Telefonnetz oder eine reservierte Telefonleitung 62 mit der Einheit MRAC 64 in der Zentrale des Telefonbetreibers verbunden ist. Wenn der Zähler eines bestimmten Abnehmers abgelesen werden soll, wählt die rechnergestützte Prozessoruntergruppe 58 die Einheit MRAC 64 in der Zentrale 54 an oder greift sie ab, wodurch eine Anforderung ausgesandt wird, den Zähler eines be­ stimmten Abnehmers abzulesen. Die Einheit MRAC 64 greift die Telefonleitung des Kunden oder Abnehmers über die Prüffernleitung ab. Die Einheit MRAC öffnet die Leitung zum Telefon des Abnehmers, doch überträgt die kein Läutsignal, so daß das örtliche Telefon nicht läutet. Wenn ausgelöst, liest die Zählerschnittstelle 36 die dem Verbrauch ent­ sprechenden Daten ab, die ihr durch die nachstehend näher erläuterte Schaltung des Zählers 20 eingespeist werden. Die Zählerschnittstelle sammelt oder packt Daten dann in ein bestimmtes Format oder Protokoll und über­ trägt die Daten zurück zur MRAC 64. Diese wieder über­ setzt oder packt die Daten aus und meldet dies zurück zur rechnergesteuerten Untergruppe 58, in der der Ver­ brauch des Abnehmers und die Verbrauchszeit analysiert werden.

Obwohl andere Datenübertragungskreise möglich sind, weist die zur Zeit bevorzugte Zählerschnittstelle mindestens einen Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART, universeller asynchron Empfänger/Sender),einen Standard Modem Kreis Bell 103 (300 baud) sowie ein aktives Band­ filter auf. Die Schnittstelle wird vorzugsweise unter Verwendung einer integrierten CMOS-Schaltung ausgeführt, so daß die gesamte Einheit mit der durch die Telefon­ leitung zugeführten Spannung arbeitet. Eine geeignete Zählerschnittstelle kann von der Firma Base 10 Systems, Trenton, New Jersey geliefert werden. Es sind jedoch andere Zählerschnittstellen verwendbar.

Die Fig. 3, 4 und 9 zeigen die gegenwärtig bevorzugte körperliche Auslegung der Erfindung. Die Erfindung kann direkt in vorhandene Vierbacken-Zählerhalterungen ein­ gesteckt werden wie die Halterung 22 (Fig. 9). Die Schaltung befindet sich in einem Schutzgehäuse 66 aus Glas oder Kunststoff, deren Gesamtgröße und Form mit den Glasgehäusen herkömmlicher elektromechanischer Wattstundenzähler vergleichbar ist. Falls erwünscht, kann ein Mikroschalter 67 oder ein anderer Meßfühler mit dem Gehäuse 66 Kontakt machen, so daß ein Entfernen des Gehäuses gemeldet wird. Die Fig. 3 und 4 zeigen den Zähler ohne Gehäuse. Die elektronische Schaltung mit dem Zähler 20 ist vorzugsweise auf zwei im Abstand voneinander parallel angeordneten Schaltplatinen 68 und 70 angeordnet. Beide Schaltplatinen sind kreisförmig, damit sie der Innenform des Schutzgehäuses 66 angepaßt sind. Die Schaltplatine 68 ist die Strommeßplatine und die Schaltplatine 70 die Prozessor/Anzeigeplatine.

Die Schaltplatinen 68 und 70 sind vorzugsweise auf einer Grundplatte 72 mit Bolzen 74 und Beilagscheiben oder Distanzstücken 76 montiert. Die Platinen können so mon­ tiert sein, daß ihre entsprechenden Folienseiten ein­ ander zugekehrt sind. Auf der Bestückungsseite der Prozessor/Anzeigeplatine 70 sind eine Anzahl von 7-Seg­ ment-alphanumerischen Anzeigevorrichtungen 78 in Leucht­ dioden-Flüssigkeitskristallausführung. Die Anzeigevor­ richtungen 78 sind hinter einer rechteckigen Öffnung 79 im Frontdeckel 82 (Fig. 9) angeordnet und daher durch den Schutzdeckel 66 hindurch zu sehen.

Die Strommeßplatine 68 trägt mindestens einen ringförmi­ gen Hall-Effektfühler 84 (zwei sind in Fig. 8 gezeigt). Die Hall-Effektfühler 84 weisen eine ringförmige Öffnung 86 auf, die mit einer gleichen Öffnung der Platine 68 fluchtet, durch welche die Stromverteilungskabel geführt sind. Fig. 4 zeigt das Eingangskabel 30 mit drei einzel­ nen Leitern 88, 90 und 92. Der Leiter 92 ist der Null­ leiter und die Leiter 88 und 90 sind die stromführenden Leiter, die an die Sekundärwicklungen eines am Mast oder auf einer Unterlage montierten Abwärtstransformators ge­ führt sind. Nach der herkömmlichen Praxis sind die Lei­ ter 88 und 90 letzendlich zusammen mit dem Nulleiter 92 am Verteilerbrett verdrahtet. Dann sind genormte Steck­ dosen für 110V zwischen den Nulleiter 92 und einen der anderen Leiter 88 und 90 geschaltet. Falls erforderlich können auch Steckdosen für 220V parallel zu den Leitern 88 und 90 geschaltet werden. Die Leiter 88 und 90 sind stromführend und führen Ströme, die gegeneinander um 180° phasenversetzt sind. Um sicherzustellen, daß der gesamte an das Gebäude abgegebene Strom gemessen und berechnet wird, sind die beiden Leiter 88 und 90 durch eine kreisförmige Öffnung 86 in einem der ringförmigen Hall-Effektfühler 84 geführt. Da die Ströme auf diesen beiden Leitern gegeneinander phasenversetzt sind, wobei ein Leiter aufwärts durch die Öffnung 86 und der andere abwärts durch die Öffnung 86 geführt ist, addieren sich die Magnetfelder, welche die beiden Leiter umgeben. Dies ist in Fig. 4 und in Fig. 8 gezeigt.

Bei dem anderen in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei ringförmige Hall-Effektfühler 84 dargestellt, obwohl nur einer verwendet wird, während der andere nicht benützt wird. Für mehrphasige Anwendungen kann ein zwei­ ter und sogar ein dritter Hall-Effektfühler vorgesehen werden. Andererseits können weitere Hall-Effektfühler verwendet werden, um den Stromverbrauch eines anderen Kunden mit der gleichen Adresse zu messen. Bei Wohnungen mit Zimmern in zwei Stockwerken würde somit ein Zähler verwendet werden, um beide Mieter zu bedienen. Bei An­ wendungen für Einzelabnehmer und Einzelphasen können die zusätzlichen Hall-Effektfühler auf Wunsch entfallen.

In Fig. 5 ist die Strommeßschaltung der Schaltplatine 68 dargestellt. Die Strommeßschaltung weist einen Strom­ versorgungskreis 94 auf. Dieser empfängt elektrische Energie durch Ankoppelung der Leiter 88 und 90 über Sicherungen 96. Die Sicherungen 96 sind mit den Primär­ wicklungen des Abwärtstransformators 98 verbunden, der zwei Paare von Sekundärwicklungsausgängen 100 und 102 aufweist. Metalloxidvaristoren (MOV) 104 sind zwecks Schutz gegen Spannungsstöße zwischen die einzelnen Si­ cherungen und den externen Masseanschluß 106 geschaltet. Die Sekundärwicklungen geben einen abwärts transformier­ ten Wechselstrom an die Vollwellengleichrichterbrücke 108 ab, mit der die Filterkondensatoren 110 verbunden sind. Die negative Seite des Gleichrichters 108 ist an Masse geführt und die positive Seite mit einer Sammelschiene 112 für die Spannungsversorgung gelegt, mit der die Spannungs­ regler 114 und 116 verbunden sind. Der Spannungsregler 114 liefert vorzugsweise eine Gleichspannung von 12V während der Spannungsregler 116 eine Gleichspannung von 5V abgibt.

Sekundärwicklungen 100 sind über ein Widerstandsnetzwerk an den ringförmigen Hall-Effektfühler 84 geführt. Das Widerstandsnetzwerk 118 weist einen einstellbaren Rheo­ staten 120 sowie einen Thermistor 122 für die Temperatur­ kompensation auf. Der Hall-Effektfühler 86 kann durch Verwendung eines PI Series Strom/Wattmesser der Firma F.W.Bell, Orlando, Florida realisiert werden. Der Fühler 86 weist zwei Vorspannungsleitungen S 1 und S 4 sowie zwei Ausgangsleitungen S 2 und S 3 auf. Der Fühler 86 arbeitet auf der Grundlage des Ampere′schen Gesetzes, welches be­ sagt, daß der Strom in einer Leitung ein proportionales Magnetfeld erzeugt, welches die Leitung umgibt. Der Füh­ ler weist einen gespaltenen ringförmigen Kern mit einem Hallgenerator auf, der im Spalt montiert ist. Der Kern konzentriert das vom Strom in der Leitung erzeugte Magnet­ feld,der durchläuft und das Magnetfeld durch den Hallge­ nerator leitet. Der Hallgenerator ist ein magnetisch empfindlicher Halbleiter, dessen Ausgangsspannung pro­ portional dem Produkt des senkrecht auf seiner Oberflä­ che stehenden Magnetfeldes und des ihn durchfließenden Steuerstromes bei der Vorspannung ist. Der Steuerstrom wird durch die Vorspannungsanschlüsse S 1 und S 4 zugeführt. Der Hall-Effektfühler (der sowohl auf den Stromfluß als auch auf die Vorspannung anspricht) ist dem verbrauchten Strom proportional. Die Ausgangsspannung des Fühlers 86 gelangt an einen Rechenverstärker 124, der einen Rück­ führungskondensator 126 aufweist und damit als Integra­ tionseinrichtung arbeitet. Die Ausgangsspannung des Re­ chenverstärkers 124 ist ein analoger Gleichspannungspegel proportional dem Zeitintegral des vom Fühler 84 abge­ griffenen Stromes.

Außer dem Einstellrheostaten 120 weist die Schaltung auch ein Vorspannungspotentiometer 128 auf, um den Pegel der Eingangssignale des Rechenverstärkers 124 einzustellen. Zwei Prüfanschlüsse 130 sind an den beiden Fühlerausgangs­ anschlüssen S 2 und S 3 angeschlossen. Durch Kurzschließen der Prüfanschlüsse 130 während der Kalibrierung wird der Fühler 84 praktisch von der Schaltung getrennt und es gelangt kein Eingangssignal an den Rechenverstärker 124. In diesem Zustand kann das Potentiometer 128 so eingestellt werden, daß am Ausgang des Verstärkers 124 ein Gleich­ spannungspegel von 0 Volt anliegt. Wenn der Kurzschluß nicht mehr an den Anschlüssen 130 anliegt und entweder ein bekannter Prüfstrom oder gar kein Prüfstrom durch die Öffnung 86 des Fühlers 84 fließt, kann der Einstellrheo­ stat 120 so abgestimmt werden, daß am Rechenverstärker 124 das richtige Ausgangssignal anliegt.

Das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 124 gelangt an einen Spannungs-Frequenzumsetzer 132, der unter Verwendung einer integrierten Schaltung LM 131 in die Praxis umge­ setzt werden kann. Der Spannungs-Frequenzumsetzer bewirkt eine Art von Analog-Digitalwandlung. Die Umwandlung ent­ steht durch Abgreifen des Ausgangssignals des Umsetzers auf einer Leitung 134 während eines feststehenden Zeit­ intervalls und durch Zählen der erzeugten Impulse oder Schwingungen. Die Zahl der erzeugten Impulse oder Schwin­ gungen ist proportional dem vom Verstärker 124 gelieferten Gleichspannungspegel. Ist das Abtastzeitintervall bekannt, dann ist die Zahl der gezählten Impulse proportional dem Gleichspannungspegel und zeigt daher den Energiefluß durch die kreisförmige Öffnung 86 des Fühlers 84 an. An die Ausgangsleitung 134 ist ein in positiver Richtung wirkender Widerstand 136 angeschlossen, der an die Spannungsquelle von 5V geführt ist und das Ausgangssig­ nal des Umsetzers 132 mit den Pegeln der logischen Di­ gitalschaltung kompatibel macht.

In den Fig. 6A und 6B weist die Prozessor/Anzeige­ schaltung einen Mikroprozessor 138, wie einen Mikro­ prozessor Intel 8751 auf. In Fig. 6A sind die Eingangs­ und Ausgangsleitungen des Mikroprozessors 138 mit ihren herkömmlichen Bezeichnungen versehen. Ein externer Quarz 140 liefert eine Zeitbasis von 4 MHz. Der Mikroprozessor 138 ist mit der Adressen/Datensammelschiene 142 verbun­ den, die 8 parallele Datenbits und 16 parallele Adressen­ bits erzeugt. Der Mikroprozessor 138 weist auch 8 seriel­ le Eingangs/Ausgangsanschlüsse Pl.0-Pl.7 auf. Der Mikro­ prozessor 138 weist einen internen Speicher mit wahl­ freiem Zugriff (RAM) auf und kann auch externe Speicher über die Adressen/Datensammelschiene 142 adressieren. Wenn der interne Speicher verwendet wird, wird der An­ schluß EA des Mikroprozessors zum Anschluß 144 der Ver­ sorgung von 5V geführt. Wird der externe Speicher statt des internen verwendet, so wird der Anschluß EA an die Anschlußstelle 146 mit Schaltdraht an Masse gelegt. Der Mikroprozessor 138 weist einen Eingang (TO) für einen externen Taktgeber auf, dem die Ausgangsleitung des Spannungs-Frequenzumsetzers verbunden ist. Die Anschlüs­ se (RXD und TXD) zum Empfangen und Übertragen von seriel­ len Daten zusammen mit dem Eingabe/Ausgabeanschluß Pl.0 (für Triggersignale verwendet) sind mit einer Zähler­ schnittstelle, wie der Schnittstelle 36 (Fig. 2) ver­ bunden. Der Mikroprozessor 138 umfaßt auch die Unter­ brechungsanschlüsse INTI und INTO sowie den Löschanschluß RESET. Um eine richtige Schnittstelle zwischen dem Mikro­ prozessor 138 und dem externen Speicher herzustellen, ist ein interner Speicher 148 vorgesehen. Der interne oder Ankopplungsspeicher 148 kann unter Verwendung einer in­ tegrierten Schaltung 74 LS 373 realisiert werden und ist mit den Leitungen für gemeinsam genutzte Adressen/Daten der Adressen/Datensammelschiene 142 verbunden. Das Aus­ gangssignal des internen Koppelspeichers 148 weist die Bits mit den kleinsten Stellen (LSB) des 16 Bit Adressen­ wortes auf. Zusammen mit den übrigen Adressenleitungen der Sammelschiene 142 bildet der Ausgang des Koppel­ speichers 148 die Adressenschiene 150. Die Datenschiene 152 ist von den Eingangsleitungen zum Koppelspeicher 148 abgeleitet. Der Anschluß ALE oder Adressensteuerspeicher­ ankoppeln des Mikroprozessors 138 erzeugt das logische Signal zur Anzeige dafür, wo die in den Koppelspeicher 148 eingegebenen Datenadressen oder Daten sind.

Beim gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt eine lokale Anzeige der verbrauchten Kilowattstunden durch die 7-Segment-Anzeige 78. Die Anzeigevorrichtun­ gen 78 werden von einer Anzeigesteuerschaltung 154 gesteuert, die eine integrierte Schaltung ICM 7218 D sein kann. Die Anzeigensteuerung wird durch die Adres­ senleitungen A 0, A 1 und A 2 adressiert. Die Daten lie­ gen auf den Datenleitungen D 0-D 3 an.

Außer dem internen RAM im Mikroprozessor 138 weist die Erfindung auch einen nicht-flüchtigen Datenspeicher 156 sowie einen wahlweisen Programmspeicher 158 auf. Der Speicher 156 kann unter Verwendung von Vorrich­ tungen der Firma EPROM wie die integrierte Schaltung 2816 gebaut werden. Der Programmspeicher 158 kann mit der integrierten EPROM-Schaltung 2716 oder dergleichen gebaut werden. Damit der Mikroprozessor 138 wahlweise den Datenspeicher 156, den Programmspeicher 158 oder die Anzeigesteuerung 154 adressiere, ist eine Adres­ senwahlschaltung 160 vorgesehen. Die Schaltung 160, die eine integrierte Schaltung 74 LS 138 sein kann, ist an die Adressenleitungen A 13-A 15 für die höchsten Stellen angeschlossen und erzeugt Ausgangswahlsignale für die entsprechenden Vorrichtungen am Schreiban­ schluß WR der Anzeigesteuerung 154 und auf den Chip­ ansteueranschlüssen CE der Speicher 156 und 158. Der Mikroprozessor 138 kann wählen, welche dieser Vorrich­ tungen er adressieren muß, indem er die richtigen Adressensignale an die Adressenleitungen A 13-A 15 ab­ gibt. Die Speicher 156 und 158 sind auch mit den Anschlüssen Lesen RD und Schreiben WR des Mikropro­ zessors 138 in erhömmlicher Weise verbunden. Die Datensammelschiene 152 und die Bits A 8-A 15 für die höchsten Stellen der Adressensammelschiene 150 sind über den positiv wirkenden Widerstandssatz 162 an die Versorgungsspannung von 5 Volt angekoppelt.

Wie erwähnt, wird die elektronische Schaltung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hauptsächlich durch Anschluß an die ankommende Wechselspannungs­ leitung gespeist. Die Schaltung kann auch von einer Batterie gespeisten Hilfsversorgungsquelle 167 be­ trieben werden, welche den Echtzeittaktgeber 169 be­ tätigt, der mit den Anschlüssen Pl.4 und Pl.5 ver­ bunden ist und für Verbrauchszeitmessungen dient. Zum Schutz gegen fehlerhafte Ablesungen während Teilaus­ fällen, ist eine Spannungsüberwachsungsschaltung 164. Die Schaltung 164 weist eine Zener-Diode 166 auf, die mit dem Prüfpunkt VTEST an der Spannungsversorgungs­ sammelschiene 112 (Fig. 5) verbunden ist. Wenn die Spannung an der Versorgungssammelschiene 112 unter die Schwellenspannung der Zener-Diode abfällt, erzeugt das logische Schaltglied 168 ein Signal, welches be­ wirkt, daß das logische Schaltglied 170 ein Unter­ brechungssignal auf der Leitung INTO des Mikropro­ zessors 138 erzeugt. Das Null-Unterbrechungssignal ist ein Unterbrechungssignal mit hoher Priorität, welches bewirkt, daß der Mikroprozessor 138 ein Stromabschalt­ programm durchführt, wodurch alle offen bearbeiteten Daten im nicht-flüchtigen Datenspeicher 156 zusammen mit dem maschinellen Zustand des Mikroprozessors ge­ speichert werden. Dieses Unterprogramm erhält somit wertvolle Daten und bewirkt, daß potentiell ungültige nachfolgende Daten ignoriert werden. Nachdem die ent­ sprechenden Spannungspegel wieder hergestellt sind, regeneriert sich der Mikroprozessor 138 aus seinem früheren Maschinenzustand und fährt fort die Daten in der üblichen Weise zu verarbeiten.

Zum Schutz gegen eine Programmsperre ist eine Wächter­ schaltung (watchdog circuit) 172 vorgesehen. Während des Normalbetriebes führt der Mikroprozessor 138 pro­ grammierte aufeinander abgestimmte Befehle aus (die im internen Speicher oder wahlweise im Programm­ speicher 158 enthalten sind). Wenn ein Stromstoß oder ein momentaner Stromabfall auftritt oder, wenn jemand versuchen sollte, mit den programmierten Befehlen herumzupfuschen, kann eine Programmsperre auftreten. Programmsperren treten auf, wenn der Programmzähler im Mikroprozessor 138 seinen Platz im Programm ver­ liert und der Mikroprozessor versucht, einen nicht beabsichtigten Befehl, häufig mit nicht vorhersagbaren Ergebnissen, auszuführen. Um gegen solche Sperren geschützt zu sein, ist der Mikroprozessor 138 so pro­ grammiert, daß er periodisch ein Wächtersignal über den Anschluß Pl.7 abgibt. Die logischen Schaltgitter 174 und 176 überwachen das Wächtersignal und sprechen an, wenn es nicht anliegt, indem der Mikroprozessor 138 über den Anschluß RESET (löschen) gelöscht wird. Wenn somit der Mikroprozessor 138 sperrt und keine Wächtersignale mehr abgibt, wird der Prozessor auf einen vorgegebenen Startpunkt innerhalb des Steuer­ programms zurückgestellt.

Unter Berücksichtigung der vorangegangenen Beschreibung der maschinentechnischen Ausrüstung wird jetzt das Steuerprogramm beschrieben. Fig. 7 zeigt das vom Mikro­ prozessor 138 durchgeführte Steuerprogramm in Form von Funktionsunterprogrammen oder Moduln. In Fig. 7 sind die Moduln durch Blöcke dargestellt, die miteinander verbunden sind, um den Steuerprogrammfluß zu zeigen. Unterbrechungsvorgänge sind durch Kreise dargestellt. Das Steuerprogramm wird vorzugsweise in Assembler­ oder Maschinensprache geschrieben und in einer Art von nicht-flüchtigem Speicher gespeichert, d.h. entweder im internen Speicher des Mikroprozessors oder im wahl­ weisen Programmspeicher 158. Das Steuerprogramm kann direkt als Befehle in Assemblersprache kodiert sein oder zusammengestellt bzw. interpretiert werden unter Verwendung von Computersprachen von höherem Niveau, um den Algorithmus der Fig. 7 durchzuführen.

Das Steuerprogramm führt vorzugsweise gewollte Unter­ brechungen der Maschinentechnik als auch der Programm­ technik durch. Entsprechend weist eine Verzweigungs­ tabelle 178 für Unterbrechungsvektoren auf. Tritt eine maschinen- oder programmtechnische Unterbrechung auf, so befragt das Steuerprogramm die Verzweigungstabelle der Unterbrechungsvektoren, um zu bestimmen, wo das Steuerprogramm auf Grund der Unterbrechungszahl oder seiner Identität wieder aufgenommen werden soll. Bei­ spielsweise wird ein Löschsignal am Anschluß RESET als ein Unterbrechungssignal für eine maschinentechnische Löschung behandelt. Auch die Unterbrechungssignale auf den Leitungen INT 0 und INT 1 sind maschinentech­ nische Unterbrechungen. Die Zahl null Unterbrechung (INT 0) dient zur Einleitung eines Abschaltvorgangs, während die Zahl eine Unterbrechung (INT 1) zur Daten­ übertragung dient. Andere Unterbrechungen, einschließ­ lich von programmtechnischen Unterbrechungen können auch in der Verzweigungstabelle eingeschlossen sein. Die anderen Unterbrechungssignale werden in Verbindung mit den Programmabschnitten erörtert, welche diese Unterbrechungssignale erzeugen.

Beim Einschalten oder bei einer maschinentechnischen Löschung am Punkt 160 tritt das Programm in ein Ein­ leitungsunterprogramm 182 ein. Das Einleitungsunter­ programm leitet den seriellen Anschluß des Mikropro­ zessors auf eine Nachrichtenschrittgeschwindigkeit (baud rate z.B. 300 baud) über. Der interne Taktgeber 1 des Mikroprozessors dient zur Erzeugung der Baud­ geschwindigkeit des seriellen Anschlusses. Der serielle Anschluß weist eine Konfiguration für ein Startbit, ein Stopbit und acht Datenbits auf. Jetzt werden das Unterbrechungssignal für den seriellen Anschluß und das Unterbrechungssignal eins (INT 1) eingeschaltet. Das Einleitungsunterprogramm liest dann den Daten­ speicher 156 aus, um die zuletzt gespeicherten Daten zu erhalten, welche den Energieverbrauch bis heute anzeigen. Dann werden die zuletzt gespeicherten Daten in die Anzeigevorrichtungen 78 eingespeichert, indem das nachstehend näher beschriebene Anzeigenunterpro­ gramm 184 aufgerufen wird. Nach Fertigstellung des Einleitungsprozesses geht das Einleitungsunterprogramm 182 in das Hintergrundprogramm 186 aus.

Das Hintergrundprogramm 186 ist das normale Arbeits­ programm, von dem aus die anderen Unterprogramme auf­ gerufen werden. Es koordiniert die anderen Unter­ programme und ruft sie bei Bedarf auf. Die Programm­ steuerung geht normalerweise nicht vom Hintergrund­ programm 186 ab, wenn sie nicht durch eine maschinen­ technische Unterbrechung dazu veranlaßt wird. Wie Fig. 7 zeigt, kann das Hintergrundprogramm 186 mehrere verschiedene Unterprogramme einschließlich des Takt­ geberprogramms 188, jedoch ausschließlich des externen Speicherprogramms 190, des Unterprogramms 192 zum Übertragen von Fühlerdaten, des binär kodierten dezi­ malen Übertragsprogramms 194 und des Unterprogramms 184 zum Fortschreiben der Anzeige aufrufen. Wenn eines dieser Unterprogramme vom Hintergrundprogramm 186 auf­ gerufen wird, zweigt die Steuerung auf dieses Unter­ programm ab und springt dann nach Beendigung zum Hinter­ grundprogramm zurück.

Viele dieser Unterprogramme werden vom Hintergrundpro­ gramm 186 in periodischen Zeitintervallen aufgerufen. Das Taktgeberprogramm 188 und das Taktprüfprogramm 202 liefern dem Hintergrundprogramm die Taktgeberdaten. Das Taktgeberprüfprogramm 202 spricht auf das Unter­ brechungssignal für den Taktgeber 1 an, das intern vom Mikroprozessor erzeugt wird. Das Taktgeberprüf­ programm 202 liest verschiedene Zeitintervalle durch Erhöhen der programmtechnischen Zähler und gibt eine Anzeige für die gemessenen Zeitintervalle durch Setzen der programmtechnischen Markierungen. Eine solche Mar­ kierung ist eine 10 Millisekunden-Markierung, welche das Hintergrundprogramm 186 verwendet, um das Takt­ geberprogramm 188 aufzurufen. Eine andere Markierung ist die Eichmarkierung, die alle 100 Millisekunden gesetzt und gelöscht Wird und bewirkt, daß die An­ schlüsse Pl.4 und Pl.5 abwechselnd zwischen den An­ schalt- und Löschzustand hin- und hertaumeln. Während der Zählereichung werden die Anschlüsse Pl.4 und Pl.5 überwacht, um zu ermitteln, ob die kritischen Takt­ geberfunktionen im Rahmen der Vorschriften sind.

Das Taktgeberprogramm 188 arbeitet zusammen mit dem Taktgeberprüfprogramm 202, um die Zeiten zu verfolgen, zu welchen die anderen Unterprogramme vom Hintergrund­ programm aufgerufen werden. Das Taktgeberprogramm 188 wird vom Hintergrundprogramm alle 10 Millisekunden aufgerufen, wie es durch die 10 Millisekunden-Markie­ rung bestimmt ist, die vom Taktgeberprüfprogramm 202 gesteuert wird. Das Taktgeberprogramm 188 steuert die programmtechnischen Zähler, welche die Zeitintervalle von 20 Millisekunden, 100 Millisekunden und 1 Sekunde messen. Programmtechnische Markierungen werden gesetzt und gelöscht, um diese Taktgeberdaten an das Hinter­ grundprogramm 186 zu übertragen. Der 20 Millisekunden- Taktgeber dient zum Regeln der Geschwindigkeit, mit welchem die Daten in den Datenspeicher 156 nach einem Schreibbefehl vom Mikroprozessor eingeschrieben werden. Der 100 Millisekunden-Taktgeber dient zum Steuer der Geschwindigkeit, mit welcher die Daten über den Daten­ übertragungsanschluß in Abhängigkeit von einem Trigger­ signal am Anschluß Pl.0 übertragen werden. Der 1 Sekun­ den-Taktgeber dient zur Verhinderung eines langsamen Ansteigens. Langsames Ansteigen (creep) ist eine Erscheinung die durch Rauschen in der Analogschaltung hervorgerufen wird, wodurch der Wert für den Stromverbrauch langsam ansteigt, wenn kein Strom verbraucht wird. Dieses lang­ same Ansteigen wird dadurch korrigiert, daß die Strom­ verbrauchsdaten, die unterhalb des Rauschwellenpegels liegen, ausgeschieden werden. Einmal in jeder Sekunde werden die Daten auf langsames Ansteigen hin geprüft, und wenn sie über dem Rauschschwellwert liegen, werden die laufenden Lesedaten in einem zeitweiligen Speicher­ puffer abgelegt, in dem die Bewegungszählung zum Pufferunterprogramm 196 aufgerufen wird. Das Unter­ programm 196 speichert die gegenwärtige Ablesung, wo sie durch andere Unterprogramme abgerufen werden können, wie die Sicherheit für das Unterprogramm 190 des ex­ ternen Speichers.

Das Unterprogramm 190 für die Sicherheit des externen Speichers wird vom Hintergrundprogramm 186 alle 20 Millisekunden aufgerufen, wie es durch das Taktgeber­ programm 188 festgelegt ist. Das Unterprogramm 190 leitet die Daten vom Kurzzeitpuffer zum Datenspeicher 156. Diese Daten werden bevorzugt in einem binär kodierten Dezimal- oder ASCII-Format gespeichert. Auf Grund der Verzögerung von 20 Millisekunden können die im Kurzzeitpuffer eingeschlossenen Daten durch das Unterprogramm 190 in den vergleichsweise nicht-flüch­ tigen Speicher des Datenspeichers 156 eingeschrieben werden, ohne die Unterprogramme zu verzögern.

Das Unterprogramm 192 für die Fühlerdatenübertragung überträgt Daten über den Anschluß für serielle Daten­ übermittlung. Wenn ein Triggersignal von der Schnitt­ stelle 36 des Zählers anliegt, wird die gegenwärtige Zählerablesung nach einer Verzögerung von 100 Milli­ sekunden mit 300 baud über den seriellen Anschluß mit gerader Parität übertragen. Ein Kopfzeichen mit einem ASCII-Sternzeichen, gefolgt von zwei weiteren ASCII- Zeichen empfängt den gegenwärtigen Ablesewert des Zählers. Wenn er in Form von binär kodierten Dezimal­ stellen gespeichert wird, wird der Ablesewert des Zählers in ASCII vor der Übertragung umgewandelt. Das Unterbrechungssignal 204 des seriellen Dienstpro­ gramms arbeitet in Verbindung mit dem Unterprogramm 192 für die Übertragung der Fühlerdaten. Das Unterbre­ chungssignal 204 für das serielle Dienstprogramm spricht auf ein Unterbrechungssignal an, das erzeugt wird, wenn die Schnittstelle des Zählers mit dem Mikro­ prozessor in Verbindung treten will. Das Unterprogramm 206 bestimmt, ob die Übertragungsanforderung Daten empfangen oder übertragen soll. Wird eine Anforderung zur Übertragung gesendet, dann setzt das Unterprogramm 206 ein Kennzeichen, welches das Unterprogramm 192 für die Übertragung der Fühlerdaten anschaltet.

Das Unterprogramm 184 für die Fortschreibung der An­ zeige bewirkt, daß Daten für die verbrauchten Watt­ stunden auf den Anzeigevorrichtungen 78 angezeigt wer­ den. Das Unterprogramm 184 bewirkt dies, indem es die Anzeigensteuerschaltung 154 mit Hilfe der Wahlschaltung 160 beaufschlagt. Dann wird die Steuerschaltung 154 adressiert, und Daten werden an die Anzeigevorrich­ tungen im binär kodierten Dezimalformat ausgegeben. Um ein binär kodiertes Dezimalformat durchzuführen, wird das Unterprogramm 194 für binär kodierten Dezimal­ übertrag aufgerufen, um zu prüfen und zu ermitteln, ob die höchste Stelle über 10 liegt, in welchem Fall ein Übertrag auf die nächste Dezimalstelle erfolgt.

Außer den vom Hintergrundprogramm aufgerufenen Unter­ programmen enthält das Programm andere unterbrechungs­ gesteuerte Unterprogramme. Das Ausschaltprogramm 200 spricht auf die Anzahl der null Unterbrechungssignale (INT 0) an, das durch den Spannungsüberwachungskreis 164 ausgelöst wird. Wie bereits erwähnt, erzeugt der Kreis 164 die Zahl Null Unterbrechung, wenn die Span­ nung auf der Wechselspannungsleitung unter einen be­ stimmten sicheren Pegel abfällt. Das Abschaltprogramm 200 hält den internen Taktgeber an, wodurch alle Funktionen stoppen. Die laufende Zählerablesung bleibt im Speicher 156, und eine maschinentechnische Löschung wird eingeleitet, so daß der Strom wieder hergestellt wird und die Steuerung beim Unterprogramm 182 wieder beginnt.

Das Unterprogramm für die Interpretation der Stromver­ brauchsdaten auf der Leitung 134 ist das Überlaufpro­ gramm 198. Das Überlaufprogramm 198 ist ein unter­ brechungsgesteuertes Unterprogramm zur Unterbrechung des Null-Überlaufs des internen Zählers. Zu Beginn eines jeden Intervalls von 10 Millisekunden beauf­ schlagt das Hintergrundprogramm einen internen Null- Zähler eine bestimmte Anzahl von Basiszählungen zu zählen, welche den Zustand des ruhenden Zählers dar­ stellen. Zu Beginn eines jeden Intervalls von 10 Milli­ sekunden wird der Null-Zähler beaufschlagt, um die Zahl der Basiszählungen zu zählen. Nach der Zählung der Basiszählungen wird die Zahl der Impulse auf der Lei­ tung 134 ermittelt, die erforderlich sind, um ein Watt zu ergeben. Beim Erreichen von einem Watt wird eine Markierung gesetzt. Diese Markierung wird im Hintergrundprogramm geprüft, worauf das Watt zu den binär kodierten Stellen addiert wird, die sich bereits im Speicher befinden. Für jede gezählte Wattstunde wird zum Fortschreiben der Anzeige eine Markierung ge­ setzt.

Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfin­ dung zu verlassen.

Claims (22)

1. Verbrauchszähler, gekennzeichnet durch:
eine Vorrichtung (20) zum Messen des Verbrauchs von Versorgungsdienstleistungen,
einen Prozessor (138), der in Abhängigkeit vom Meß­ fühler (20) digitale Daten für den Verbrauch von Ver­ sorgungsleistungen erzeugt,
einen mit dem Prozessor (138) verbundenen Speicher (156), welcher die Digitaldaten speichert,
eine in Abhängigkeit vom Prozessor (138) arbeitende Anzeigevorrichtung (78), welche eine visuelle Anzeige der Digitaldaten liefert,
eine Datenübertragungseinrichtung (48, 50, 34), die mit dem Prozessor (138) verbunden ist, um digitale Daten an einen vom Zähler (20) entfernten Ort (64) zu übertragen.

2. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (138) eine Hilfseingabevorrichtung (44) aufweist, um einen zweiten Verbrauch von Versorgungsdienstleistungen festzulegen.

3. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (66) mindestens den Prozessor (138) und den Speicher (156) aufnimmt und eine Vorrichtung zum Erkennen (67) von unbefugten Eingriffen aufweist, die mit dem Gehäuse (66) und dem Prozessor (138) verbunden sind, um ein Warnsignal für unbefugte Eingriffe in Abhängigkeit vom unbefugten Eingreifen in das Gehäuse (66) zu er­ zeugen.

4. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenüber­ tragungseinrichtung (48, 50, 36) einen Modem (36) für die Datenübertragung über ein Telefonsystem (32) auf­ weist.

5. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenüber­ tragungseinrichtung (36) eine serielle Übertragungs­ einrichtung ist.

6. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenüber­ tragungseinrichtung eine asynchrone Datenübertragungs­ einrichtung (UART) ist.

7. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenüber­ tragungseinrichtung (36) eine Übertragungseinrichtung für optische Signale ist.

8. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenüber­ tragungseinrichtung (36) eine Vorrichtung zum Erzeugen optischer Signale sowie eine Vorrichtung zum Aus­ schalten der optischen Signale auf ein optisches Faserkabel aufweist.

9. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (20) einen Hall-Effektfühler (84) aufweist.

10. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (20) eine auf ein Magnetfeld ansprechende Einrichtung (86) aufweist.

11. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (20) eine Vorrichtung (86) aufweist, die in Abhängigkeit von einem ringförmigen Magnetfeld arbeitet sowie eine Hall-Effektvorrichtung (84), die mit der ringförmigen Vorrichtung (86) verbunden ist.

12. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch eine Steuerung (164, 166, 168), welche den Prozessor (138) veranlaßt, die Digitaldaten zu überwachen und eine Alarmanzeige (INT 0) in Abhängigkeit von einem bestimmten Fehler­ zustand zu erzeugen.

13. Verbrauchszähler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Fehlerzustand eine Unterbrechung des Versorgungsbe­ triebs darstellt.

14. Verbrauchszähler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Fehlerzustand eine Verschlechterung des Versorgungs­ betriebs darstellt.

15. Verbrauchszähler nach Anspruch 12, ge­ kennzeichnet durch einen Taktgeber (169), der mit dem Prozessor (138) verbunden ist, um die Zeitspanne des Fehlerzustandes zu messen.

16. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch eine Hilfsstromein­ richtung (167), welche den Prozessor (138) mit Betriebs­ strom versorgt.

17. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (138) eine Vorrichtung (164) zum Abschalten der Anzeige (78) zu bestimmten Zeitpunkten aufweist.

18. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch Wächterschaltung (172), die mit dem Prozessor (138) verbunden ist, um diesem ein Löschsignal in Abhängigkeit von seinem Nichtarbei­ ten während eines bestimmten Zeitintervalls zu ein­ zuspeisen.

19. Verbrauchszähler nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch eine Reservebatterie (167) als Hilfsstromquelle,und eine Meßvorrichtung für niedrige Batterieleistung.

20. Verbrauchszähler gekennzeichnet durch:
mindestens einem Fühler (20) zum Erzeugen eines ersten Signals für den Verbrauch von Versorgungsleistungen, einen mit dem Fühler (20) verbundenen Umsetzer (132), der ein Digitalsignal für das erste Signal erzeugt, einen Prozessor (138), der das Digitalsignal aufnimmt und einen Taktgeber (169) zum Messen der Zeitinter­ valle aufweist,
einen mit dem Prozessor (138) verbundenen Speicher (156),
eine Steuervorrichtung (124), welche bewirkt, daß der Prozessor (138) Digitalwerte für das Digitalsignal im Speicher (156) zu bestimmten Zeitintervallen spei­ chert.

21. Verbrauchszähler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (20) einen Hall-Effektfühler (84) aufweist.

22. Verbrauchszähler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Abfrage­ vorrichtung (58, MRAC 64) aufweist, welche bewirkt, daß der Prozessor (138) die Digitalwerte regeneriert und die regenerierten Digitalwerte an einen vom Zähler (20) entfernten Ort (MRAC 64) überträgt.