多功能智能式电度表制造技术

一种多功能智能式电度表，以单片微处理机配以接口芯片组成的单元微处理机系统，结合电流、电压信号处理系统和双极性转换器，将电讯号直接转换为数字码输入由计算机编程的计度器。省略机械转动部分和互感器，大幅度提高测量精度。结构简单。具有多种功能，可作为测量显示电度表、三相三线、三相四线电度表、无功电度表，可进行双向测量，对用户进行编程控制，用作多费率电度表，损耗电度表，分时计量，定时定量控制等。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种测量交流电能的智能式数字电度表，根据需要，还可用作单相电度表、三相三线、四线电度表、无功电度表，最大需量表，多费率电度表，损耗电度表。公用的电度表，主要是感应式电度表，它利用电磁线圈产生移进磁场，在闭合回路的转盘中产生感应电流而获得转动力矩。这种结构主要由电磁元件、转盘、制动元件及计度器组成。由于存在转动部分，启动、停止都慢，对负荷变化的响应速度慢，易于受摩擦力的影响，此外还易受电流波形的影响，特别是电力系统的高次谐波，温度变化、安装精度、电压。频率变化都对测量精度造成误差。针对机械式感应电度表精度低、误差大、使用范围窄、调整复杂等问题，本专利技术的目的是提出一种智能式数字电度表，它用超大规模集成电路替代机械部分，使测量精度只受现有电流和电压的影响，从而大幅度提高测量精度;且能做到一机多用，将分别使用的各种电度表功能集中至一个电度表上。本专利技术是这样实现的一种多功能智能式电度表，以微处理机4配以接口芯片组成的单元微处理系统，结合电流、电压信号处理系统1、2，数据采集器3，电源5组成整机。负载的三相电流通过电阻R1A、R1B、R1C形成压降，捉取电流信号，三相电压通过分压电阻RVA、RVB、RVC捉取电压信号，以及功率角测量电路11输送给微处理机4，该功率角测量电路11由运算放大器ICVA、ICVB、ICVC及RS触发器组成。从电路中捉取到电流信号1、电压信号2、经多路模拟开关6送给数据采集器3，它在微处理机4的控制下进行双极性模数转换，将交流电流信号1与交流电压信号2直接变换为数字信号交给微处理机4，微处理机4根据使用要求用接口芯片分别连接串行、并行通讯接口7，脉冲输出口8，控制信号输出接口9，计度器接口10。电阻R1A、R1B、R1C的电阻阻值为0.02-0.05Ω。电流信号1与电压太信号2分别由两个数据采集器3同时进行转换。采用AD670。它将电压、电流、相位信号收集并处理后，形成数字量，送给微处理机4。微处理机4根据外部编程器编制的程序或设定的程序输出信号，对设备进行定时，定量控制，并同远方的计算机进行数据交换，发送需要的各种参数。本专利技术具有下述特点(1)直接从电路捉取电流、电压信号，省略了互感器产生的附加相位移或数值误差，受温度影响小。调整简单。(2)数据采集器AD670的交换速度为600万次/秒，使电度表的动态反应速度得到了极大的提高，且提高了小负载的灵敏度。(3)采用了两个双极性模数变换器，得到电流、电压同时转换结果，从而提高了仪表的测量精度。(4)具有多种功能，可作为测量显示电度表;三相二线、三相四线电度表;可以测量电流、电压、功率因素，无功电度表;可进行双向测量;可以对用户进行编程控制;可用作多费率电度表、损耗电度表;在计算机4上加MODCM板可以与远方微机通讯，参加计算机网络，实现电力系统的遥测遥控。附图说明图1本专利技术的一个实施例。现结合附图详述本专利技术的测试原理。本专利技术由以下两部分组成1、信号捉取、处理、模数变换部分通过电阻R1A、R1B、R1C实现电流捉取，使用的材料为康铜或锰铜，采用电阻值为0.02-0.05Ω是为了减少损耗，也降低温度，省去使用互感器产生的附加相位移或数值误差，它直接反应测试电流的大小和相位，电阻参数20K。这种电路结构不受温度变化的影响。随着温度变化，其信号的变化量为10-6/℃倍。其损耗的功率小，不致因发热而损坏仪表。Pmax＝I2R＝52×0.05＝1.25W (1)式中R-三相线路每根导线的等值电阻I-额定一次电流电压信号的捉取采用分压方式，目的是使当两个电阻的材料一致时，温度系数一样，电阻阻值分别为12K，1K，两者串联连接。当温度变化时，设电阻的温度系数为K。R大＝KRo(2)R大-温度为t℃时的电阻。Ro-标准温度电阻。根据串联电路的特性， (V1)/(V2) = (Rt1)/(Rt2) = (KR1)/(KR2) = (R1)/(R2) 电压与温度因素无关，从而保证电压信号不随温度漂移，保证了测量精度。串联电阻R1＝12K，R2＝1K。鉴于传统的数据转换，在将捉取到的交流信号变换为直流信号过程中容易产生误差，而采取数据采集器AD670可使捉取到的模拟交流信号不经变换直流就可直接变成数字码，其变化速度达到600万次/秒，使得电度表的动态反应速度大幅度提高。又因为AD670是双极性转换器，可使小信号转换成为可能，提高了对小负载的灵敏度。在转换过程中，电流、电压分别由两个AD670数据采集器转换，可使电流、电压同时进行变换，以保证电流、电压转换结果为同一瞬间值，确保计算的正确性。在功率角测量电路11中，运算放大器IC1A、IC1B、IC1C和ICVA、ICVB、ICVC，采用LF358，RS触发器采用74LS279，汇集的三相功率角QA、QB、QC输送至单片微机4。同时，经过滤波，降压处理的三相电流信号AI、BI、CI和经过滤波，分压处理的三相电压信号通过两组多路模拟开关6输出接数据采集器3，本技术采用的多路模拟开关为AD7502。二、单片微处理机系统，本技术的核心部件采用16位单片微机8096或8098，配以特定的软件，可以按照规定的程序将输入并经过处理的电流、电压、相位角信号以脉冲输出方式8，或计度器10输出方式输出，也可以在控制信号输出口9对用户进行编程控制，或在串行通信口上接多费率电度表、损耗电度表，参加计算机网络，与远方微机通讯。权利要求1.一种多功能智能式电度表，以微处理机4配以接口芯片组成的单元微处理机系统，结合电流、电压信号处理系统1、2，数据采集器3，电源5组成整机，其特征是负载的三相电流通过电阻R1A、R1B、R1C形成压降，捉取电流信号，三相电压通过分压电阻RVA、RVB、RVC捉取电压信号。以及功率角测量电路11输送给微处理机4，前述捉取到的电流信号1、电压信号2、经多路模拟开关6送给数据采集器3，它在微处理机4的控制下进行双极性模数变换，将交流电流信号1与交流电压信号2直接变换为数字信号交给微处理机4，微处理机4根据使用要求用接口芯片分别连接串行，并行通信接口7，脉冲输出口8，控制信号输出接口9，计度器接口10。2.根据权利要求1所述的多功能智能式电度表，其特征是功率角测量电路11由运算放大器ICVA、ICVB、ICVC和RS触发器组成。3.根据权利要求1所述的多功能智能式电度表，其特征是电阻R1A、R1B、R1C的阻值为0.02-0.05Ω。4.根据权利要求1所述的多功能智能式电度表，其特征是电流信号1与电压信号2分别由两个数据采集器3同时进行转换，采用AD670，它将电压、电流、相位信号收集并处理后，形成电度量，送给微处理机4。5.根据权利要求1所述的多功能智能式电度表，其特征是微处理机4根据外部编程器编制的程序或设定的程序输出信号，对设备进行定时、定量控制，并同远方计算机进行数据交换，发送需要的各种参数。全文摘要一种多功能智能式电度表，以单片微处理机配以接口芯片组成的单元微处理机系统，结合电流、电压信号处理系统和双极性转换器，将电讯号直接转换为数字码输入由计算机编程的计度器。省略机械转动部分和互感器，大幅度提高测量精度。结构简单。具有多种功能，可作为测量显示电度表、三相三线、三相四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能智能式电度表，以微处理机４配以接口芯片组成的单元微处理机系统，结合电流、电压信号处理系统１、２，数据采集器３，电源５组成整机，其特征是：负载的三相电流通过电阻Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃ形成压降，捉取电流信号，三相电压通过分压电阻ＲＶＡ、ＲＶＢ、ＲＶＣ捉取电压信号。以及功率角测量电路１１输送给微处理机４，前述捉取到的电流信号１、电压信号２、经多路模拟开关６送给数据采集器３，它在微处理机４的控制下进行双极性模数变换，将交流电流信号１与交流电压信号２直接变换为数字信号交给微处理机４，微处理机４根据使用要求用接口芯片分别连接串行，并行通信接口７，脉冲输出口８，控制信号输出接口９，计度器接口１０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟越峰，安英太，郭林晓，范骏麟，李春爱，孟繁荣，朱毅琴，
申请(专利权)人：孟越峰，范骏麟，李春爱，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]