一种防窃电智能电量监测仪制造技术

本实用新型专利技术公开一种电变量的测量仪器，为克服现有技术中的电度表不具备防窃功能的缺点，本实用新型专利技术设有主机，输入输出设备，电流电压幅值采样电路，采样控制电路，极性变换电路，周期变换电路及限电电路，其中电流电压幅值采样电路由电流互感器及电压互感器构成，采样控制电路由多路电子选择开关及并行接口构成，极性变换电路由直流运算放大器ＩＣ↓［１］及外围元件构成，本实用新型专利技术适用于用户电量的集中测量或遥测。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电变量的测量仪器，尤其是一种防窃电智能电量监测仪。中国计量出版社出版、蓝永林编著的《交流电度表检定与调整》一书公开了现有技术中的电度表，其基本结构是这样的由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器和调整装置构成，其中核心部分即驱动元件由电压铁芯、电压线圈、回磁极等电压元件和电流铁芯、电流线圈、磁分路等电流元件组成，用来将交变的电压和电流转变为交变磁通，切割转盘形成驱动力矩，使转盘转动，由计度器积算转盘转数，以显示所测定的电能，其缺点是不具有防窃电功能，测量精度低，只测量一个用户的电量，窃电者可采用各种方式进行窃电。本技术的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种采用直接交流采样法计算电量的防窃电智能电量监测仪。本技术的目的是采取以下方案实现的直接交流采样法是通过使用先进的计算机技术、集成电路技术和成熟的数学工具对交流电压、交流电流信号直接采样得到各个相关电量，该方法首先对电压、电流的离散采样值进行富氏滤波，再依照标准的电量计算公式得到U、I、P、Q等电量，直接交流采样法从小电压互感器、小电流互感器上获得交流电压、电流信号，利用多路电子选择开关、采样保持器和高分辩率模数转换器组成多路巡回采样系统，当测量单相线路时，以UR、UX表示电压的实部和虚部，以IR、IX表示电流的实部和虚部，则相关的电量计算公式为P＝URIR＋UXIXQ＝UXIR－URIXU＝UR2＋UX2I＝IR2＋IX2在电力网中，信号能量主要是基波分量，如每个基波周期内采样12点，则基波分量的计算公式虚部＝2〔(f12－f6)＋f2－f4－f8＋f10＋3(f1－f5－f7＋f11)〕/12实部＝〔2(f3－f9)＋f1－f7＋f5－f11＋3(f2＋f4－f8－f10)〕/12其中f(t)＝a0＋a0cosw1t＋b0sinw1t＋……=a0+Σn=1∝(ancosnw1t+bnsinw1t)]]>具体结构是这样的设有主机，输入输出设备，电流电压辐值采样电路，采样控制电路，极性变换电路，周期变换电路及限电电路，其中电流电压辐值采样电路由电流互感器及电压互感器构成，采样控制电路由多路电子选择开关及并行接口构成，极性变换电路由直流运算放大器IC1及外围元件构成，周期变换电路为直流运算放大器IC2及外围元件构成的比较器，限电电路由驱动器、光电隔离器及可控硅构成，电流互感器、电压互感器的次级线圈均一端接“地”，另一端连接在多路电子选择开关的输入端，多路电子选择开关的片选端及输入线选端分别与并行接口连接，多路电子选择开关的输出端同时与直流运算放大器IC1、直流运算放大器IC2的输入端连接，直流放大器IC2的输出端接单片微机的信号输入端，直流运算放大器IC1的输出端接单片微机的模拟信号输入端，单片微机的信号输出端通过驱动器与光电隔离器连接，光电隔离器连接可控硅的控制极。另外，还设有一温度控制电路，其结构为单结晶体管的发射极与一个基极相连构成的测温电路经过与一复合管连接后，后接光电隔离器，光电隔离器与可控硅的控制极连接，可控硅与恒温电热元件连接。本技术由于采用直接交流采样法计算电量，杜绝了从“表前”、“反转”等及从公用电路窃电的现象发生，监测仪的计量精度为1％，分辩率为0.1％，监测容量10—100户，测量数据由LED显示，16行打印机打印。以下结合附图对本技术作进一步描述。附图说明图1是本技术的电路原理图。图2是本技术的温度控制电路原理图。参照图1、图2，本技术的主机由8098单片微机，E2PROM2817A，EPROM2732，RAM6116，两片地址锁存器373，地址译码器138及键盘显示接口8279组成，输入输出设备有键盘，GP16打印机，8位LED共阴极显示器。E2PROM2817A、RAM6116的高3位地址线以及EPROM2732的高4位地址线由8098单片微机P4口的P4.0—P4.3提供并经地址锁存器373锁存，它们的低8位地址线由8098单片微机的P3口提供并经地址锁存器373锁存，P4口的P4.4—P4.6地址总线经138地址译码器译码后送至E2PROM2817A，EPROM2732，RAM6116，8279键盘显示接口，8255并行接口及GP16打印机的片选端，P4.7接地址译码器138的片选端，为其提供片选信号。E2PROM2817A是为了防止断电时数据丢失而设置，只需将凌晨和白天某个不用电的时刻的用电量分别写入两次，因突然断电的电量测算损失就可忽略不计。键盘由10个数字键和电流、电压、电量、运行、停止、打印、自检、校零、日期、复位10个功能键组成，键盘的8条扫描线由键盘显示接口8279的SL0—SL2经138译码器译出，它的3条行列控制线由键盘显示接口8279的RL0—RL2直接提供，键盘采用中断方式，键盘显示接口的中断请求端IRQ经非门F反相后接8098单片微机的EXTINT端。8位共阴极LED显示器的段码由键盘显示接口8279的A0—A3、B0—B3经两片驱动器7407提供，其位码由键盘显示接口8279的SL0—SL2经译码器138译码后、再经驱动器7407驱动。为使监测仪具有高精度和低成本的优点，本技术采用直接交流采样法采样输入信号，直接交流采样法要求相关的电流、电压的对应序号与采样值之间严格同步，由于电网中的基波频率不是恒定不变的，为减少误差，需实时采样基波周期，然后动态调整采样频率，使得在一个基波周期内的采样点是均匀分布的，本技术设有电流电压幅值采样电路、周期变换电路两种采样电路及相应的采样控制电路、极性变换电路，电流电压幅值采样电路由电流互感器及电压互感器构成，其中电流互感器采用G26罐形铁氧体磁芯，初级2匝，次级用0.1mm的漆包线绕300匝，初级电流0—10A时，次级电压为0—3V，其斜率有一定的非线性，为补偿斜率的非线性误差，这里将斜率分为0.10A—0.60A，0.61—6.0A，6.1A—10A三段，各段的转换系数分别为0.30V/A，0.32V/A，0.27V/A，经过斜率的非线性补偿，其误差小于1％；电压互感器采用G50罐形铁氧体磁芯，初级为2000匝，次级为30匝，当输入电压范围为220±20％时，基本呈线性，斜率为3/20；采样控制电路由16只4051多路电子选择开关及1片8255并行接口构成，置8255并行接口于工作方式0，其PA口及PB口的16条I/O线分别接16只4051多路电子选择开关的片选端INH，控制分时选通16只4051多路电子选择开关中的一只，PC口的PC4—PC6三条I/O线分别接每只4051多路电子选择开关的A、B、C输入线选端，当8255并行接口的PA口或PB口选中16只4051多路电子选择开关中的一只时，PC4—PC6便选择其8路输入即IN0—IN7中的一路来自电压互感器或电流互感器的信号输入，共有8×16＝128路输入端，其中3路输入相电压采样信号，100路输入居民相电流采样信号，还余25路输入公用电路相电流采样信号，三只电压互感器的初级线圈两端分别接在三条火线与零线之间，次级线圈一端接“地”，另一端接在上述的4051多路电子选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防窃电智能电量监测仪，设有主机及输入输出设备，其特征在于：还设有电流电压幅值采样电路，采样控制电路，极性变换电路，周期变换电路及限电电路，其中电流电压幅值采样电路由电流互感器及电压互感器构成，采样控制电路由多路电子选择开关及并行接口构成，极性变换电路由直流运算放大器ＩＣ↓［１］及外围元件构成，周期变换电路为直流运算放大器ＩＣ↓［２］及外围元件构成的比较器，限电电路由驱动器、光电隔离器及可控硅构成，电流互感器、电压互感器的次级线圈均一端接“地”，另一端连接在多路电子选择开关的输入端，多路电子选择开关的片选端及输入线选端分别与并行接口连接，多路电子选择开关的输出端分别与直流运算放大器ＩＣ↓［１］、直流运算放大器ＩＣ↓［２］的输入端连接，直流运算放大器ＩＣ↓［２］的输出端接单片微机的信号输入端，直流运算放大器ＩＣ↓［１］的输出端接单片微机的模拟信号输入端，单片微机的信号输出端通过驱动器与光电隔离器连接，光电隔离器连接可控硅的控制极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兆礼，阎乔英，
申请(专利权)人：朱兆礼，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]