数字运算的集合型电子电度表制造技术

本发明专利技术通过将电流和电压信号脉冲化，采用数字运算部件进行电能运算，并利用集合型结构特点，节省多个可共用部分，廉价地实现高精度电能测量的数字化、集成化、自动化、多功能化。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种采用数字运算的集合型电子电度表，属于电参量测量领域。现时之电子电度表，主要有两种运算方式一种是采用A/D与微处理机组合，利用微处理机的软体和处理能力实现乘法和积分及其它操作，然而这一方式需要12bit以上的A/D方能达到一级表的基本精度要求，同时也要求微处理机有相当的计算、处理能力，一般仅限于高价的校正仪等采用，在多用户场合更要求高速A/D和高性能微处理器，两者均较高价;另一种是采用模拟乘法器，如专利申请号93215591.X的申请中表述的结构，虽然结构精简，廉价，但包含很多的模拟器件，系统稳定性和环境适应性较难保证，不利于集成化和自动调试。本专利技术的目的是提供一种类似于93215591.X申请的集合型结构，但采用数字运算的集合型电子电度表，具有更多共用部分，用数字器件代替模拟器件，将模拟器件减至更少，以利于集成化和自动化。本专利技术通过充分利用另一相关专利技术-《PWM、PFM信号的运算、处理方法及装置》中的乘法和积分方法及装置，实现系统的数字化。本专利技术的技术方案是1、电流和电压模拟信号可通过脉冲宽度调制(即PWM)或脉冲频率调制(即PFM)转换为脉冲化电流和电压信号，产生对应的脉冲化调宽脉冲(PWM波)或调频脉冲(PFM波)，在电能运算器中实现乘法和积分，并输出电能信号;若干同相电流信号可共用同一对应相脉冲化电压信号进行电能运算;由于本专利技术仅使用《PWM、PFM信号的运算、处理方法及装置》中的乘法和积分部分用于电能运算，所以在此将该部分装置称为电能运算器;2、若干电流信号或电压信号之PWM调制可共用若干个三角波信号，生成电流或电压信号之PWM波;3、一个系统可有若干个三角波信号;若干三角波信号可由函数发生器产生，其频率或相位或幅度或对称性或零点可由系统数字信号控制;若干三角波也可由一般信号发生器产生;4、若干脉冲化电流或电压信号可通过固定的或可随机设置的数字逻辑电路或电子开关再分配或再组合;5、若干三角波信号发生器或PFM调制器可共用若干个基准电压源;6、若干电能运算器或函数发生器或分配网络或时基或处理终端或其它电路可共用若干个时钟脉冲;处理终端是指用于接收、处理电能信号的本地装置，可由各类微处理机或门阵列或其它数字逻辑电路构成，可具有包括电能校正、存储、显示、数据输出或输入、用户控制、识别等功能，并可包括控制漏电报警与断电模块，防偷电模块，电网数据采集与管理模块或其它附加模块的扩展功能。其中数据输出或输入可通过通讯口与数据采集器(抄表器)连接，或直接联网，或IC卡或磁卡或条码卡之读写器等电子媒介实现。7、若干电能运算器所输出电能信号之增益或零点或逼近折线参数或用户地址码或其它参数可由数字信号或由处理终端调整、设置、校正;系统的若干个参数或控制码可由外界数字信号调整、设置、校正;8、若干电能运算器或函数发生器或分配网络或时基或处理终端或其它电路可集成于若干块集成电路上;9、若干脉冲信号可由光电隔离器或电容器或电感器或声表面波器件或其它器件、电路实施电位隔离;本专利技术通过将电压和电流信号脉冲化，从而可使用简单、价廉的数字运算方法实现高精度电能运算，并且充分利用数字化集合结构的特点，在节约多个可共用部分的同时实现高度集成化，使系统更简洁、可靠、自动化而价廉。下面结合附图作进一步描述附图说明图1、集合型PWM调制器结构图;1为三角波发生器，可采用函数发生器，其零点、幅值、频率、相位、对称性等可由数字信号或处理终端设置、调校，Bus为数据和/或控制线，Vr为电压基准，可与系统基准共用;当然也可采用一般的三角波发生器，其各项参数可由模拟器件调校;2为比较器，极性不一定需如图所示，也可调换，Al，Ai，Aj，An为输入之电压或电流模拟信号，Pl，Pi，Pj，Pn为对应之PWM信号;各孤点表示类同省略部分;图2、PFM调制器外引线图;3为PFM调制器，Ai为输入之电压或电流模拟信号，Pi为输出之PFM脉频信号，+/-线为方向指示线，用于交流信号的正负指示，也可Pi线和+/-线分别作正脉频和负脉频输出线用，若是直流信号则仅需一根线，Vr+、Vr-为与系统共用之电压基准，不一定成对使用，也可只用一个，当然不共用或用多个也可;图3、电能运算器外引线图;4为电能运算器，PI，PU为脉冲化的电压和电流信号，各信号若为PWM模式，则只须一根引线，若为PFM模式，则一般需二根引线，参照图2说明;若采用交流信号加上直流偏置方式变为单向信号，则只需一根线;Clock为系统共用之时钟信号，用于同步或时标;W+、W-为电能信号输出线，当使用双向电能检测时，其输出模式可如图2PFM的两种交流模式，使用单向电能检测时，相当于PFM的直流模式，或使用多位寄存器模式，此时可不一定是两根线，而是并行或串行总线;详细描述可参照《PWM、PFM信号的运算、处理方法及装置》;图4、集合型电能运算器结构图;4为电能运算器，5为脉冲化电流和电压信号再分配或再组合网络，I1，I2，Ii，Ij，In及其中间之孤点代表的类同省略部分为脉冲化电流信号，Ua，Ub，Uc为脉冲化电压信号，Clock为系统时钟信号，Bus为系统数据和/或控制总线，其中与4或5相连的总线可为互相独立的或是同一的;图中电能运算器4分为两组，一组采用硬连线直接分配相应的电流和电压信号，中间孤点表示类同省略部分，其中电流信号与电能运算器一一对应，而电压信号可以并联方式引至多个电能运算器;另一组采用信号再分配网络可将信号按要求随机配对，以适应复杂的需求;当然实际中也可只用其中的任一组即可;权利要求1.一种采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于电流和电压模拟信号可通过脉冲宽度调制(即PWM)或脉冲频率调制(即PFM)转换为脉冲化电流和电压信号，产生对应的脉冲化调宽脉冲(PWM波)或调频脉冲(PFM波)，在电能运算器中实现乘法和积分，并输出电能信号；若干同相电流信号可共用同一对应相脉冲化电压信号进行电能运算；。2.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于若干电流信号或电压信号之PWM调制可共用一个三角波信号，生成电流或电压PWM波;3.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于一个系统可有若干个三角波信号;若干三角波信号可由函数发生器产生，其频率或相位或幅度或对称性或零点可由系统数字信号控制;若干三角波也可由一般信号发生器产生;4.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于若干脉冲化电流或电压信号可通过固定的或可随机设置的数字逻辑电路或电子开关再分配或再组合;5.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于若干三角波信号发生器或PFM调制器可共用若干个基准电压源;6.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于若干数字运算器或电能计算器或函数发生器或分配网络或处理终端或其它电路可共用若干个时钟脉冲;7.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于若干电能运算器所输出电能信号之增益或零点或逼近折线参数或其它参数可由数字信号或由处理终端调整、设置、校正;系统的若干个调整参数或控制码可由外界数字信号调整、设置、校正;8.根据权利要求1所述的采用数字运算的集合型电子电度表，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用数字运算的集合型电子电度表，其特征在于：电流和电压模拟信号可通过脉冲宽度调制（即ＰＷＭ）或脉冲频率调制（即ＰＦＭ）转换为脉冲化电流和电压信号，产生对应的脉冲化调宽脉冲（ＰＷＭ波）或调频脉冲（ＰＦＭ波），在电能运算器中实现乘法和积 分，并输出电能信号；若干同相电流信号可共用同一对应相脉冲化电压信号进行电能运算；。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黎民，
申请(专利权)人：黎民，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]