电子电能表的电流频率转换器制造技术

一种电子电能表、功率表电流频率转换器，其特征是恒流源采用正、负恒流源，与其相连接的有一个四场效应管接成桥路的恒流源控制电路，积分器输出接有正、负电压比较器，为提高转换精度接有由两Ｄ触发器组成的完整脉冲波形发生器，最后接有输出控制电路，本实用新型专利技术的优点是使电子电能表或功率表具有双向计数显示功能，精度高并且线路结构简单，可用于不同类型的电子电能表或功率表中。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于电子电能表(即电子电度表)、电子功率表中的电流频率转换器，即是一种将输入模拟信号(电流或电压)转换成数字量(频率量)的转换部件。目前，电子式电能表或电子式功率表中用的模拟－数字转换器一般采用电压频率(V／F)转换器，但由于输入信号范围窄，零区小信号段的线性度和稳定性不好，难以满足高精度标准电能表的要求，要达到高精度的要求，则电路结构就复杂，成本高、调试困难，而且，采用这种转换器的电能表只有单方向计数显示的功能，而在实际应用中，对单相标准电能表及一般电子式电能表均希望具有正向、反向计数显示的功能，目前尚无此功能的产品，给使用带来不便。因此本技术的目的是提供一种线路结构简单、成本低、精度高，具有正向、反向计数显示的电流频率转换器(I／f)，以满足电子式电能表、电子式功率表在实际应用中的要求。本技术的技术方案是采用由恒流控制运算放大器、高精度稳压电源(正负8伏)、晶体三极管、取样电阻及满度微调电位器组成的正、负恒流源，恒流源控制电路是由4个场效应管组成桥路连接，与其相连接的积分器输入端接有一组直流偏置调零电路，积分器的输出端连接正、负电压比较器，两正、负电压比较器分别与由D触发器组成的完整脉冲波形发生器相连接，完整脉冲发生器及时间电路与由与门或非门、R－S双稳态触发器组成的输出控制电路相连接。本技术实施例结合附图加以叙述。附图说明图1为电子电能表的电流频率转换器线路图。由图1所示，正恒流源由运算放大器F1、(采用LM747)＋15V、＋8V高精度稳压电源、硅PNP三极管9015，取样电阻R1、微调电位器W1组成，负恒流源由运算放大器F3(用LM747)，－15V、－8V高精度稳压电源，硅NPN三极管9013，取样电阻R2、微调电位器W2组成，恒流源控制电路由4个场效应管T1～T4(用3DJ3)组成桥路，场效应管采用导通电阻小于30欧姆的结型场效应开关管，与其相连接的积分器由电容C1、及运算放大器F2组成，积分器输入端接有电阻R3、R4、R5及电位器W3组成的直流偏置调零电路以克服运放F2的失调电流对积分的影响，解决小信号段的误差，提高转换精度，正、负电压比较器是两个运算放大器F4和F5，它们是集成在一片中的高输入阻抗运算放大器，如LF353，与正、负比较器相接的完整波形发生器用两个D触发器，它们可用集成块4042或4013，电流频率转换器的输出控制电路为两个与门4081及由4001组成两个或非门及R－S双稳态触发器，时间电路用4060分频电路及晶体振荡器组成，产生标准脉冲信号。由图1所示，当输入电流i＝0时，恒流源控制电路的场效应管T1、T3不导通，T2、T4导通，使I＋(正恒流电流)与I－(负恒流电流)均流向地端，因此I＋、I－对积分回路没有影响，使积分输出端电平接近于0电平，这就提高了转换精度。当输入电流i＜0时，即i为负时，积分器输出端正向积分，当输出大于正比较电压＋2.5V时，正电压比较器即输出“1”电平置正向D触发器的D输入端，只有当时间电路的一基准脉冲的上跳变到D触发器的CP端时，D触发器的Q端输出为“1”状态，Q端为“0”状态，此时使T2截止，T1导通，负恒流源电流I＋对积分器进行一次充电；充电为定时间为一个脉冲周期t，定电流幅值I＋，即一定面积的电荷量对C1充电；此时积分器则为反向积分状态。如果时间电路的基准脉冲的上跳变信号先到达D触发器的CP端，而电压比较器尚未输出“1”信号，即D触发器的D输入端为“0”信号，D触发器不触发保持初始状态，积分器继续向上积分，直到下一基准脉冲出现上跳变时为止，这样保证了恒电流源对积分器的充放电时间是一个完整脉冲宽度为t的时间，这样就提高电流频率转换器的转换精度。由于I＋对积分器充电，积分器输出反相积分，积分器输出电压低于正比较电压值，比较器输出为“0”，则D触发器D端为0，当下一个时间基准脉冲上跳变时，Q端变为“0”状态，Q端为1状态，使T1截止，T2导通，使恒电流源对地放电，积分器重新开始正向积分，直到再大于＋2.5V正比较电压时，又出现上述结果，当Q端为“1”时，时间电路的基准脉冲经与门的CP一端输出脉冲信号，脉冲频率正比于输入电流i的大小，与此同时，Q端的输出到RS触发器的S端，使 端为“0”， 端为1，指示负向计数。当i＞0时，其工作原理一样，只是脉冲信号是CP＋端输出，RS触发器 端为“1”状态， 端为“0”状态，CP＋、CP－及经2级或非门后CPε端可接至两种类型可逆计数器以显示电能表或功率表的读数。本技术，经多次试验证实，它具有正、负计数显示的功能，精度高，但线路简单，成本低，可用于各类型的电子式电能表或功率表中。权利要求1.一种电子电能表的电流频率转换器，它主要包括积分器、恒流源、比较器、时间电路，其特征在于恒流源是由恒流控制运算放大器、高精度稳压电源、晶体三极管、取样电阻及满度微调电位器组成的正、负恒流源，与恒流源相连接的是由4个场效应管组成桥路连接的恒流源控制电路，与恒流源控制电路相连接的积分器输出连接正、负电压比较器，而电压比较器分别与由D触发器组成的完整脉冲波形发生器相接，完整脉冲波形发生器和时间电路与由与门、或非门及双稳态触发器组成的输出控制电路相连接。2.根据权利要求1所述的电子电能表的电流频率转换器，其特征在于积分器的输入端接有电阻R3、R4、R5及电位器W3的直流偏置调零电路。3.根据权利要求1所述的电子电能表的的电流频率转换器，其特征在于正、负电压比较器分别由两个运算放大器F4和F5组成。4.根据权利要求1所述的电子电能表的电流频率转换器，其特征在于恒流源控制电路采用的4个场效应管为导通电阻小于30欧姆的结型场效应开关管。专利摘要一种电子电能表、功率表电流频率转换器，其特征是恒流源采用正、负恒流源，与其相连接的有一个四场效应管接成桥路的恒流源控制电路，积分器输出接有正、负电压比较器，为提高转换精度接有由两D触发器组成的完整脉冲波形发生器，最后接有输出控制电路，本技术的优点是使电子电能表或功率表具有双向计数显示功能，精度高并且线路结构简单，可用于不同类型的电子电能表或功率表中。文档编号G01R11/00GK2044074SQ89211309公开日1989年9月6日 申请日期1988年12月28日 优先权日1988年12月28日专利技术者刘运中 申请人:刘运中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子电能表的电流频率转换器，它主要包括积分器、恒流源、比较器、时间电路，其特征在于：恒流源是由恒流控制运算放大器、高精度稳压电源、晶体三极管、取样电阻及满度微调电位器组成的正、负恒流源，与恒流源相连接的是由４个场效应管组成桥路连接的恒流源控制电路，与恒流源控制电路相连接的积分器输出连接正、负电压比较器，而电压比较器分别与由Ｄ触发器组成的完整脉冲波形发生器相接，完整脉冲波形发生器和时间电路与由与门、或非门及双稳态触发器组成的输出控制电路相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘运中，
申请(专利权)人：刘运中，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]