单相ＩＣ卡预付费数字电能表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单相ＩＣ卡预付费数字电能表的结构及电能数据显示的控制方法。包括电表的上盖、底壳、接线盒盖、电能表刻度盘、指针、液晶模块和步进电机等，其要点是：在电表上盖上有一个电能表刻度盘，刻度盘的下方有一个液晶模块，上盖右侧有一个ＩＣ卡插槽，液晶模块上有一个“购电量”和一个“耗电量”的显示窗口，用电时，由专用芯片控制的步进电机带动指针，在电能表刻度盘上指示消耗的电能值，并从购电窗口减去实际的电能消耗量，当电能表中的剩余电量随着用电量的增加而减少为零时，将自动切断电力供应，液晶上将显示“请充值”的提示，本实用新型专利技术采用指针和数字相结合的显示方式，具有寿命长、测量精度高、指示直观等优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种单相电能表，尤其涉及一种单相IC卡预付费数字电能表的 结构及电能消耗数据显示的控制方法。
技术介绍
电能表是一种专门用于计量电能量的电气仪表，它记录的电量是结算电费的依 据。目前，电能表主要有机械感应式电能表和电子式电能表两大类，其中，电子式电能表又 分为使用后收费和IC卡预付费两种，然而，不论是机械式电能表还是电子式电能表，多少 年来，它们对电能数据的指示方式几乎千孔一面，一成不变，机械式电能表对电能消耗值的 指示形式是传动齿轮带动机械数码计度器，电表通电时，电压线圈与电流线圈产生的两个 电磁场在铝质表盘上相互作用，产生推动铝质表盘从左向右的正向转动，从而带动齿轮机 构并最终带动机械数字码盘实现用电计量，由于铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正 比，电流电压越大，转矩越大，转动计数越快，用电越多，然而，铝质表盘转动的快慢在感观 上只有定性的了解，并不直观。另一方面，由于机械式电能表的电压线圈将持续通电，所以 会耗电，机械式电能表的耗电量每一个月大约是1度电左右。电子式电能表为后起之秀，虽然它本身耗电少，灵敏度和准确度高，在计费和用电 管理上具有机械感应式电能表无可比拟的优越性，例如，采用IC卡预付费的电能表，用户 必须先付款购电，IC卡充值后，方可使用电能。但是电子式电能表总是以LCD液晶或LED光 电数码管的形式指示电能的消耗数字，并且采用发光二极管闪烁的方式提供可见的用电指 示信号，由于闪烁的频率与用电功率成正比，其闪烁的频率相当于机械电能表转盘的快慢， 但刺眼的闪烁特别不适合人们的观察习惯。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了一种采用全数字化测量技术实现的数字电能 表，并将这种数字测量和显示技术应用在单相IC卡式预付费电能表上，使得电子式电能表 具有指针指示和数字指示相结合的混合显示界面，通过一个可在数字化的刻度表盘上移动 的指针，来模拟用电时铝质表盘转动的快慢，达到形象直观，一目了然的效果，这种仪表的 结构和特点是所采用的微型步进电机是一种将电脉冲直接转化为角位移的执行部件，通过微型 步进电机的输出轴带动仪表指针，使其在一个数字化的电能表刻度表盘上指示电能消耗情 况，从而改变了传统电能表总是以铝盘旋转、LCD或LED数码管的方式指示电能消耗的格 局。这种数字式电能表包括上盖、底壳、接线盒盖、数字电能表盘、指针、液晶模块、微型步 进电机和专用控制芯片等，其主要特征是，电表上盖的右侧有一个IC卡插槽，在电表上盖 一个突出的上凸台阶上嵌入一个电能表数字刻度盘，刻度盘的下方有一个多窗口的液晶模 块，液晶模块上有一个“购电量”和一个总“耗电量”的显示窗口，微型步进电机的输出驱动 轴带动一个刻度表指针，在数字刻度盘上指示当前消耗的电能值，并从“购电量”窗口减去实际的电能消耗量，在“耗电量”窗口增加实际的电能消耗量，当电能表中的剩余电量随着 用户用电量的增加而减少为零时，将自动切断电力供应，液晶上将显示“请充值”的提示。由 于仪表指针驱动采用了微型步进电机，电机内部没有游丝等易损部件，本技术具有寿 命长、测量精度高、可靠性好、外观紧凑大方、指示直观等优点，适合普及推广。本技术提出的具体的技术方案如下—种单相IC卡预付费数字电能表，包括上盖(5)、底壳(6)、接线盒盖(7)、电能表 刻度盘(8)、液晶模块(15)、微型步进电机(28)、专用控制芯片(30)等，在电表上盖(5)上 嵌入一个电能表的数字刻度盘(8)，刻度盘的下方有一个多窗口的液晶显示模块(15)，电 表上盖(5)的右侧处有一个IC卡插槽(24)。电能表刻度盘⑶为圆形，其刻度以千瓦小时(kWh)为单位，各个分度线均勻，且 标有数字，最小刻度分辨率为0.1 (kWh)，其刻度盘中心处有一个驱动轴(31)带动的指针。含驱动轴(31)的步进电机是一款单轴微型步进电机(28)，由电机驱动芯片(29) 推动，电机驱动芯片(29)则由专用控制芯片PLX900(30)控制。所述的步进电机(28)、电机驱动芯片(29)与专用控制芯片(30)均焊接在 PCB (27)板上，驱动轴(31)上外接一个指针(9)，电能表数字刻度盘(8)装配在驱动轴(31) 与指针(9)之间。多窗口的液晶模块(15)位于电能表刻度盘⑶的正下方且焊接在PCB (27)上，液 晶模块(15)上带三个显示窗口，分别是“购电量”数字窗口，“耗电量”数字窗口和一个“请 充值”指示窗口。在上盖(5)上，位于液晶模块(15)的左上角有一个供查询用的轻触按钮(21)，按 下该键，液晶模块(15)上消隐的“购电量”数字窗口与“耗电量”数字窗口会马上点亮显示。在上盖(5)上，位于液晶模块(15)的右上角有一个指示发光二极管(22)。电表的底壳(6)的下端从左到右，有依次编号为1、2、3、4标记的四个带护圈的接 线孔(1) (2) (3) (4)，底壳(6)内有一个绝缘的接线端子体(23)分别与四个接线孔相连，其 接线孔⑴与螺旋紧固端子(11)相连，接线孔⑵与螺旋紧固端子(12)相连，接线孔(3) 与螺旋紧固端子(13)相连，接线孔(4)与螺旋紧固端子(14)相连。指针(9)在电能表刻度盘⑶上递增偏转指示的读数是当前的耗电量，每消耗 0. l(kWh)，指针(9)在电能表刻度盘⑶上顺时针偏转一格。当“购电量”窗口(10)显示000.0 (kWh)，同时指针(9)指示到零刻度位置，电能 表将会切断用户电源，液晶模块(15)上消隐的三角形指示标识和“请充值”指示窗口(25) 会点亮闪烁。附图说明图1是本技术外形图；图2是本技术正视图；图3是本技术接线盒外形图；图4是本技术右侧视图；图5是本技术背面正视图；图6是本技术的刻度盘、步进电机等与PCB板安装正视图；图7是本技术的刻度盘、步进电机等与PCB板安装背面正视图；图8是本技术的刻度盘、步进电机等与PCB板安装右侧视图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。本技术包括电表的220V交流电源进线接线孔⑴(2)、输出接线孔(3)⑷、 电表的上盖(5)、电表的底壳(6)、接线盒盖(7)、圆形的数字电能表刻度盘(8)、刻度表指 针(9)、液晶模块(15)上的“购电量”数字指示窗口(10)、与接线孔(1)相连的接线端子 体(23)上的螺旋紧固端子(11)、与接线孔(2)相连的接线端子体(23)上的螺旋紧固端子 (12)、与接线孔(3)相连的接线端子体(23)上的螺旋紧固端子(13)、与接线孔(4)相连的 接线端子体(23)上的螺旋紧固端子(14)、多窗口 IXD液晶显示模块(15)、接线盒盖上的铅 封扣眼(16)、接线盒盖的紧固螺丝孔(17)、上盖(5)的上端与底壳的紧固螺丝孔(18)、电表 底壳下沉式安装挂孔(19)、上盖(5)的下端与底壳的紧固螺丝孔(20)、查询轻触按钮(21)、 指示发光二极管(22)、接线端子体(23)、IC卡插槽(24)、液晶模块(15)上的“请充值”指 示窗口(25)、液晶模块(15)上的总耗电量数字窗口(26)、PCB板(27)、单轴微型步进电机 (28)、步进电机驱动芯片(29)、专用控制芯片(30)、电机驱动轴(31)。本技术电能表的壳体采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相ＩＣ卡预付费数字电能表，包括上盖（５）、底壳（６）、接线盒盖（７）、电能表刻度盘（８）、液晶模块（１５）、微型步进电机（２８）、专用控制芯片（３０）等，其主要特征是，在电表上盖（５）上嵌入一个电能表的数字刻度盘（８），刻度盘的下方有一个多窗口的液晶显示模块（１５），电表上盖（５）的右侧处有一个ＩＣ卡插槽（２４）。

【技术特征摘要】
一种单相IC卡预付费数字电能表，包括上盖(5)、底壳(6)、接线盒盖(7)、电能表刻度盘(8)、液晶模块(15)、微型步进电机(28)、专用控制芯片(30)等，其主要特征是，在电表上盖(5)上嵌入一个电能表的数字刻度盘(8)，刻度盘的下方有一个多窗口的液晶显示模块(15)，电表上盖(5)的右侧处有一个IC卡插槽(24)。2.根据权利要求1所述的单相IC卡预付费数字电能表，其特征在于，电能表刻度盘 ⑶为圆形，其刻度以千瓦小时(kWh)为单位，各个分度线均勻，且标有数字，最小刻度分辨 率为0. 1 (kWh)，其刻度盘中心处有一个驱动轴(31)带动的指针(9)。3.根据权利要求1或2所述的单相IC卡预付费数字电能表，其特征在于，含驱动轴 (31)的步进电机是一款单轴微型步进电机(28)，由电机驱动芯片(29)推动，电机驱动芯片 (29)则由专用控制芯片PLX900(30)控制。4.根据权利要求1或3所述的单相IC卡预付费数字电能表，其特征在于，所述的步进 电机(28)、电机驱动芯片(29)与专用控制芯片(30)均焊接在PCB (27)板上，驱动轴(31) 上外接一个指针(9)，电能表数字刻度盘⑶装配在驱动轴(31)与指针(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭希南，谢稳，彭程，毛可，卢文波，荀庆来，
申请(专利权)人：彭希南，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]