专利名称：数卡式多功能电度表的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统供电计量、保护和管理仪器。
在已有的技术和产品中，用电设备消耗电能的计量、保护和管理仪器有两种较先进的类型一种是电卡电度表，由单片计算机系统外加EPROM芯片等电路组成；另一种是磁卡式电表，由磁卡、读卡机和其它外围电路组成。
使用上述技术的缺点在于(1)成本较高，在农村及低收入阶层推广困难。(2)耗电较多。(3)用户购电不直观，对所持电卡(或磁卡)的“含电量”心中无数。(4)供电所对用电的管理需配备新的较贵重的设备，操作维护需要较高的技术水平。(5)功能较少。
本发明的目的在于提供一种成本较低、自身耗能较少，功能较全，用户购电直观且便于使用维护的电度表。
本发明的思路是(1)用普通的计算器和电子表芯片做成数字卡，使卡内参数有直观的可读性。(2)集高压保护、低压保护、延时保护、漏电保护、限电、防盗电、预付电费、分时计费和程序控制等功能于一身，做到一表多用。(3)不用变压器供电及做传感器，降低仪器自身能耗。(4)尽量使用常见普通低价元器件，降低仪器生产成本。
本发明由八个电路组合而成，如图一所示。用电回路中的电压(u)、电流信号(1)及上述信号之间的相们差(ψ)由采集电路(1)、(2)变换为电压信号A、B。信号A的幅值正比于I和ψ，信号B的幅值正比于u。信号A一般为正值，盗电时为负值，盗电检测电路(2)根据A信号的极性变换为信号C，当A为负值时C为高电平，驱动电价转换电路加倍计量用电。信号A送入电价转换电路(4)，根据用电数字卡电路(6)送来的预设时间转换信号(T)进行电价转换，变成信号(D)。信号B、D进入功率和A/D转换电路(5)中，变成计数信号E和限电信号(F)，信号E、F正比于设备用电量。用电数字卡(6)根据预设程序将信号E与显示数据进行减法运算，当出现零值后，输出购电信号(H)。用电管理及保护电路(7)将限电信号F、购电信号H、漏电信号L和电压信号U与预设标准信号进行比较，判决是否给用户送电。
数卡式多功能电度表功耗是普通电度表的1/3，成本只有同等功能电度表的1/2，功能较全，一个较为熟练的技工用三用表、示波器等简单工具即能装调。目前，电度表正处于更新换代时期，生产数卡式多功能电度表具有很好的社会效益。
附图
(一)是本发明的方框图。
附图(二)、(三)、(四)是本发明的一个电路结构示意图。
附图(五)是本发明的外形图。
以下结合附图(二)、(三)、(四)对本实用新型进行详细的描述。在图(二)中，R1为电流采样电阻，R2为负载。磁环L、C1-2和D1为漏电检测电路。
电压采集电路(1)，由R3-5、W1、C3、SW1及A1构成，SW1与A2送来的信号形成一个高精度的半波整流器，A1起隔离作用。
电流、相位采集电路(2)，由R6、W2、A2及SW2构成，A2为电压过零检测器，其输出信号通过SW2与电流进行相位比较，并输出与电流相位和幅值成正比的电压信号。此信号通过R8和R9分别进入电价转换电路和盗电检测电路。
盗电检测电路(3)，由R9，R7和A3构成。当电流、相位采集电路输出的电压信号平均值为负时，A3输出高电平，并使A4也输出高电平，用电计量为最大值。
电价转换电路(4)由SW3、SW4、A4-6及相关的电阻、电容构成。当谷电计时信号到来时，A5输高电半，SW4闭合，A4输入端信号减小，用电计量减�。坏狈宓缧藕诺嚼词保珹6输出高电平，SW3闭合，A4输入端电压增大，用电汁量加大。调节W3、W4可改变电价指数。A4为放大隔离电路。
功率和A/D转换电路(5)，由SW5-6、A7-9、IC1-5及相关的电阻、电容和二极管构成。A7和IC、组成脉冲调宽电路，其输出脉宽正比于电源电压；A7与A4送来的信号通过SW6实现功率转换，其输出电压正比于用电有功功率；SW7、A8—9及IC2-5是A/D转换电路，其输出脉冲频率正比于用电功率；IC4是光电耦合器，起隔离作用。
数字卡电路(6)，由时间控制器和计算器两部分组成。时间控制器是用电子表定闹功能来实现分时计费的，改变接线可使电表成为一个时间程序控制器。计算器通过外接键盘预置“X—Y”算式(其中X为预购电量，Y为每一个脉冲所代表的功率量)，光电耦合器的输出端接于汁算器的“＝”键，A/D转换电路每来一个脉冲，计算器做一次预置算式运算，预购电量被减去一个固定数值，直到预购电量用完计算器输出负数，此负数被送入用电管理及保护电路，作为断电的依据。时间控制器和计算器是现有成熟技术，其功能可以根据需要由专业厂家生产。
用电管理及保护电路(7)，由A10-15等电路构成，原理见图(三)。A10是高压保护电路，A11是低压保护电路，A13是限电保护电路，A14是漏电保护电路，A15是预付电费管理电路。上述电路任个输出高电平，A12输出高电平，继电器动作，供电被动切断。R31、C15、C17构成延时保护电路，任何情况下断电后，必须经过数分钟才能恢复供电。
电源电路(8)，由C11-13、D4-5及稳压集成块等构成。在电源的正半周，C11与C12分压，负半周D5导通C12被旁路，于是在C12两端得到一个半波的交流电压，通过D4整流C13滤波，稳压集成块有直流电压输出。由于C12能通过C11达到降压的作用，且不消耗能量，故只要降低电路耗电量，就可以使整机的耗电量大大减�。锏浇诘绲哪康�。
权利要求1.一种数卡式多功能电度表，其特征在于整体电路包括电压采集电路(1)、电流和相位采集电路(2)、盗电检测电路(3)、电价转换电路(4)、功率和A/D转换电路(5)、用电数字卡(6)、用电保护和管理电路(7)及电源电路(8)。
2.据权利要求1所述的数卡式多功能电度表，其特征在于电压采集电路(1)、由SW1、A1、R3及W1构成。
3.据权利要求1所述的数卡式多功能电度表，其特征在于电流和相位采集电路(2)，由A2、SW2和R1构成。
4.据权利要求1所述的数卡式多功能电度表，其特征在于电价转换电路(4)，由SW3-4、A4—6及W3—4构成。
5.据权利要求1所述的数卡式多功能电度表，其特征在于功率和A/D转换电路(5)，由模拟开关SW5—7、运算放大器A7—9、施密特电路IC1—3组成。
专利摘要数卡式多功能电度表属于电力系统供电计量、管理及保护仪表，目的是用来改善同类仪表的性能，降低成本，减小自损耗。它是由电流、电压、相位采样电路、盗电检测电路、电价转换电路、功率和A/D转换电路、用电管理、保护电路、用电数字卡、电源电路组成。该电表总能耗只有一般电表的三分之一，具有高压保护、低压保护、漏电保护、延时保护、限电、防盗电、预付电费、分时计费功能，也可作为时间程序控制器单独使用，计量启动电流�。杀镜停ぷ骺煽浚阌诠芾砦�。
文档编号G01R22/00GK2235622SQ9424816
公开日1996年9月18日 申请日期1994年12月15日 优先权日1994年12月15日
发明者姚建福 申请人:姚建福
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