磁卡自动计数液晶显示电度表制造技术

一种磁卡式自动计数液晶显示电度表，使用８０３１单片机系统，配合差动放大器，全波整流器、双积Ａ／Ｄ转换器、液晶显示驱动、磁卡读入及稳压电流电路，可以实现电能、功率、电压、电流、剩余电费测算显示、磁卡预收电费等多种功能，具有较高的可靠性及精度，是现有感应式机械电度表的更新换代产品，可以满足高层次电力应用与电力管理的需求。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本实用新涉及一种用于计测电能消耗的电子装置——电子电度表。电度表是电力应用及电力管理领域不可缺少的装置，我国现普通使用的电度是感应式机械电度表，这类表的优点是结构简单，生产工艺成熟、性能可靠、成本低，不足之处精度低、易磨损、功耗大、功能单一、无联机通讯功能、易被盗。随着电力应用的发展，对电力管理的要求不断提高，传统电度表逐渐不能适应电力工业的发展需要，应用现代电子技术及计算机技术、开发新一电子电度表，已成为必然的趋势。本技术的目的就是要研制一种具有电功计测，磁卡预收费、电压及电流测量显示、剩余电缆显示等多种功能，具有较高及可靠性的新型电子电度表。本技术提出的电子电度表是由电度表表壳、显示装置及装在表壳内的电子电路构成，电子电路由差功放大器、差动程控放大器、精密全波整流器、双积份A／D转换器、单片机系统、液晶示驱动、磁卡机、磁头放大电路及解码电路以及稳压电流几部份构成，差动放大器的输入端经一电阻网络跨接在220伏交流电源线上，输出端经精密全波整流器与双积分A／D转换器的输入端相连接，差动程控放大器的输入端跨接在一与负载电路相串连的锰铜电阻两端、输出端经精密全波整流器与双积分A／D转换器的输出端相连接、双积分A／D转换器的输出端与单片系统连接，单片机系还与差动程控放大器、液晶示驱动电路、磁卡机以及磁头放大电路及解码电路相连接(如附图说明图1所示)。单片机系统由8031单片机及存贮有电功率计算程序、读磁卡程序和软件滤波、校验、纠错、自检程序的内存芯片构成(如图2所示)。差动放大器由运算放大器IC1A、IC1B、及IC1C构成，IC1A及IC1B的同相输入端与一单刀双掷电子模似开关IC6－1的Y输出端相连接，IC1C的输出端一路经IC1D连接到IC7的X2、X3端上、另一路与单刀双掷电子模似开关IC5的YO输入端相连接，IC6－1的Y0、Y1输入端经由电阻R33－R37，组成的电阻网络联接到220伏交流线路上。差动程控放大器由运算放大器IC2A、IC2B、IC2C、IC2D及1／2IC5构成，IC2A的同相输入端与IC6－1的Z输出端相连接，IC2A的同相输入端与IC6－1的Z输出端相连接，IC2B的同相输入端与锰铜电阻R38相连接(R38＝4毫欧)，IC2C及IC2D的输出端分别与IC5的Z1及Z0输入端相连接，IC5的B端口及C端口分别与8031单片机的P1.4及P1.3端口相连接。双积分型A／D转换器由运算大器IC3A、IC3B及电子模似开关IC7构成，IC3A的输出端及IC3B的同相输入端与IC7的Y输出端Y2、Y3输入端相连接，IC7的Y1输入端与精密全波整流器的二极管D2相连接，IC7的X输出端及经二极管D4，运算放大器IC3C及二极管D6连接到8031单片机的INT1端口，IC7的A及B端口分别与8031单片机的P1.5及P1.6端口相连接。磁头放大电路及解码电路由运算放大器IC4B、IC4A及IC3C构成，IC4B的同相输入端与磁头从T连接，IC4A的输出端及二极管D3连接到IC3C的同相输入端，IC3C输出端及二极管D9连接到8031单片机的INT1端口。液晶显示驱动电路由IC15、IC11、LCD数码管及二极管D11－D17构成，IC15的D0－D7端口与存贮芯片IC10的D0－D7端口、单片机8031的P00－P07端口相连接，IC15的Q0－Q7端口与LCD数码管相连接，数码管的Q0－Q6端子经二管D11－D17、IC11－6连接到8031单片的P27端口。本电子电度表的工作原理是这样的对测量部份，为保证精度，减少非线性误差，采用电阻网络分压测电压，用流过锰铜电阻上的电流产生的压降来测电流的方法，经差动放大器放大后，分两路，一路用来产生与交流电网周期相同的方波，去单片机的计数输入，测算出电压与电流的相位差，从而得到cosφ即功率因数。另一路经精度全波态流器整流后，送微机控制的可变周期双积分A／D转换器进行A／D转换，其结果(电压、电流的平均值之二进制数字量)，再由软件算出其有效值后，就可由分式P＝UICOSφ求出瞬时功率P，然后由公式W dt之离散形式W＝∑PΔt计算出电能W，从这个W的计测过程可看出，测出W，从这个W的计测过程可看出，测出W时其它值出已测出，如U、ICOSφ，P，这些值均效在单片机的内存中，随时可送显示。显示方式采用液晶技术，数码方式显示，为在同一液晶屏显示多种信息，由软件以切换方式来完成各种信息的显示，如电能、电功率，电压、剩作电费等的交替显示，磁卡读写计数机构采用固定磁头，手动插入磁卡读写，从信号编号调制方式上，解码处理方法上来消除因插入速度不均匀而造成的读写错误，读出后，电费的金额数存放在微机内存中，每用了一度电会自动减去一度电费，为除止磁卡金额被重复使用，当磁卡被抽出的同时，就抹去了磁卡上的所有金额。从上面的描述可以看出，磁卡式自动计数液晶显示电度表由于采用了现代电子技术及计算机技术，可以将测得的各种参数及从磁卡上读入的数据存放在单片机系统的内存中随时显示，实现了多功能，在电路，大大降低功耗，减少器件热，在测量及运算等程序中采用软件滤波，核验、纠错、自检等技术，从而使整态机获得了较高的精确度及可靠性。本技术的一个实施例，电路如图2所示，下面结合电路图对整机的工作过程作一详述，为方便起见，分为测量、显示、磁卡预收费三部分分别说明。一、测量部分(1)测电压，对负载两端的220V的交流流电压经电阻分压后，送到由3／4IC1构成的差动放大器按适当比例放大后，通过1／2IC5构成的单刀双掷电子模拟开关(该开关用以切换测电压或电流)，再送到由1／4IC3及D1、D2构成的精密整流器，将交流信号转换成直流脉动信号。然后，将该信号送到由1／2IC3、IC7及微机构成并通过软件控制的双积分型A／D转换器，进行模／数转换。每次转换前单片微机、先测此刻交流电网的周期，并以测到的周期作为积分时间。这样双积单片微机根据公式U有≈1.11U平，计算出交流电压的有效值U有，并以二进制的形式存放在单片机内存中。(2)测电流，由串在负载电路里的毫欧级的锰铜电阻，通过测其两端的电压降、经由IC2及1／2IC5构成的程控差动放大器放大后，通过1／2IC5构成的程控差动放大器放大后，通过1／2IC5构成的电子开关，送到前述的精密全波整流器，后面的整个过程与测电压类似，将测到的并转换后的电流值结果，以二制的形式存放在内存中。(3)将内存中的电压，电流值单片微机进行P＝UI的乘法运算，其结果就是瞬时功率值。(4)根据公式W dt进行积分运算，在单片微机上进行的是累加过程，即W＝W＝∑PΔt＝1秒。以上计算结果P、W值均存放在内存中，每累加一次，判断一下W是否满一度或1千瓦／小时，每满一度就从存放用电度的内存中，减去一度。二、显示部分以上测量结果，均通过由IC15、4／7IC12及七段LCD数码管构成的动态扫描显示部分，显示出来。由于只有一组数码管，因此，在任一时刻只能显示一种，所以采用SE丄ECT键来选择显示状态，选中的由D12－D17发光二极管指示。本机设计默认的显示状态为电度值，其它选项在选中七秒后自动返回到默认状态。三、磁卡预收费部分该部分由磁头MT、IC4及单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁卡式自动计数液晶显示电度表，由电度表表壳、显示装置及装在表壳内的电子电路构成，其特征在于：电子电路由差功放大器、差动程控放大器、精密全波整流器、双积分Ａ／Ｄ转换器、单片机系统、液晶显示驱动、磁卡机、磁头放大电路及解码电路以及稳压电源几部份构成，差动放大器的输入端经一电阻网络跨接在２２０伏交流电源线上，输出端经精密全波整流器与双积分Ａ／Ｄ转换器的输入端相连接，差动程控放大器的输入端跨接在一与负载电路相串连的锰铜电阻两端、输出端经精密全波整流器与双积分Ａ／Ｄ转换器的输入端相连接、双积分Ａ／Ｄ转换器的输出端与单片系统连接，单片机系统还与差动程控放大器、液晶示驱动电路、磁卡机以及磁头放大电路及解码电路相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈幼勤，
申请(专利权)人：威恩电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]