專利名稱：電能表及其外部磁場檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力設(shè)備，尤其涉及一種電能表工作環(huán)境的檢測電路。
背景技術(shù)：
電能表的電源和計量部分大多含有磁性材料，比較容易受到外部磁場的影響，一旦外部磁場達到一定的強度，將會導(dǎo)致磁飽和，致使電表的電源和/或計量部分不能正常工作，人為竊取電能的一種常用手段就是給電能表施加外部強磁場以使電能表工作失常。 為了應(yīng)對這種人為竊取電能的情形，越來越多的電力公司開始要求電能表具有磁場檢測的功能一旦電能表檢測到外部磁場，電能表將會按照預(yù)定的程序執(zhí)行事件記錄和/或電能懲罰等操作，以方便對人為竊電事件的取證與制裁。由于霍爾元件不僅可以可靠地檢測到外部磁場，還能比較容易地控制檢測外部磁場的強度，可以有效地區(qū)分自然界的外部磁場和人為的竊電時采用強磁場，所以電能表中一般采用霍爾元件來檢測外部磁場的強度。一般地，霍爾元件除了電源供給端之外，還有一檢測信號輸出端。在沒有檢測到外部磁場的情況下，或者說，外部磁場強度低于霍爾元件的設(shè)定閾值時，霍爾元件的輸出端通過外部上拉電阻，輸出為高電平；在檢測到外部磁場的情況下，或者說，外部磁場強度達到或者超過霍爾元件的設(shè)定閾值時，霍爾元件的輸出端給出低電平。將該霍爾元件的輸出端與電能表中的微處理器的一輸入端口相連，電能表就具有了通過霍爾元件輸出的電平高低來判斷是否有外部磁場的存在的檢測功能。霍爾元件本身是一種半導(dǎo)體器件，在受到強靜電或其他強干擾的情況下，容易損壞。根據(jù)大量的實驗及電能表安裝現(xiàn)場的驗證，霍爾元件在損壞后會出現(xiàn)輸出端與電源地短接的情況，從而導(dǎo)致在其輸出端始終給出低電平。這種情況會使微處理器誤認為檢測到了外部磁場，而錯誤地執(zhí)行事件記錄和/或電能懲罰等操作，致使電能表功能不可靠，在供電公司與電力用戶之間引發(fā)不必要的爭端。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種外部磁場檢測電路，以有效地消除霍爾元件本身失效而引發(fā)的竊電情況誤判，從而提高電能表的可靠性。本實用新型針對上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案包括，提出一種電能表的外部磁場檢測電路，包括一霍爾磁檢測單元和一磁開關(guān)單元，該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測單元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測到磁場的存在時兩端連通，從而該檢測電路的輸出端只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測單元同時檢測到磁場的存在并且該霍爾磁檢測單元處于有效狀態(tài)才會給出處于有效電平的檢測信號。該磁開關(guān)單元包括一磁開關(guān)，該磁開關(guān)只在外部磁場強度超過一設(shè)定閾值時處于閉合狀態(tài)。該霍爾磁檢測單元包括一霍爾元件，該霍爾元件在外部磁場強度超過一設(shè)定閾值時給出有效電平的檢測信號，該霍爾元件在失效后會始終給出有效電平的檢測信號，該霍爾元件的設(shè)定閾值遠大于該磁開關(guān)的設(shè)定閾值。該磁開關(guān)為干簧管。該檢測電路還包括一偏置單元，該偏置單元的一端與該檢測電路的輸出端，另一端與一設(shè)定電平相連，以確保該檢測電路的輸出端在該磁開關(guān)單元沒有檢測到磁場的存在時是給出處于無效電平的檢測信號的。該偏置單元為一電阻。本實用新型針對上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案還包括，提出一種電能表，其包括一微處理器和一如上所述的外部磁場檢測電路，該檢測電路的輸出端與該微處理器的一輸入端口相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的電能表及其外部磁場檢測電路，通過在霍爾磁檢測單元的輸出端串接一磁開關(guān)單元，可以消除霍爾磁檢測單元本身功能失效所導(dǎo)致的誤判為竊電行為的情況，提高電能表的可靠性。

圖1是本實用新型的外部磁場檢測電路實施例與電能表中的微處理器配合的電原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型予以進一步地詳盡闡述。本實用新型的電能表的外部磁場檢測方法，包括設(shè)置一霍爾磁檢測單元，還包括設(shè)置一磁檢測單元，并使該磁檢測單元的檢測輸出與該霍爾磁檢測單元的檢測輸出構(gòu)成邏輯與，從而只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測單元同時檢測到磁場的存在并且該霍爾磁檢測單元處于有效狀態(tài)才會給出外部磁場存在的檢測信號。該霍爾磁檢測單元判斷有效磁場強度檢測的設(shè)定閾值遠大于該磁檢測單元判斷有效磁場強度檢測的設(shè)定閾值。該霍爾磁檢測單元的輸出端在該霍爾磁檢測單元處于有效狀態(tài)并檢測到磁場的存在時給出處于有效電平的檢測信號，并且該霍爾磁檢測單元的輸出端在該霍爾磁檢測單元處于失效狀態(tài)時會始終給出處于有效電平的檢測信號；該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測單元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測到磁場的存在時兩端連通，從而該檢測電路的輸出端只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測單元同時檢測到磁場的存在并且該霍爾磁檢測單元處于有效狀態(tài)才會給出處于有效電平的檢測信號。如圖1所示，本實用新型的外部磁場檢測電路1包括相互串接的一霍爾磁檢測單元11和一磁開關(guān)單元12，相對微處理器2的輸入端口而言，二者在邏輯上構(gòu)成與的關(guān)系。霍爾磁檢測單元11可以由一霍爾元件及其外圍器件構(gòu)成，該霍爾元件至少包括兩個電源端口和一輸出端口，其主要用于檢測外部磁場。磁開關(guān)單元12可以由一干簧管組成，其主要用于防止霍爾元件失效后引起的誤判斷、誤動作。[0023]在該微處理器2的輸入端口不存在內(nèi)部上拉的情況，本實用新型的外部磁場檢測電路1還應(yīng)包括一偏置單元13，其由一電阻實現(xiàn)，以確保檢測電路1的輸出端在磁開關(guān)單元 12沒有檢測到磁場的存在時給出高電平。本實用新型的外部磁場檢測電路1具體工作原理如下在外部無磁場的情況下，干簧管處于斷開狀態(tài)，微處理器2的輸入端口通過電阻上拉，維持為高電平，電能表認為此時為無磁場狀態(tài)，這與實際情況一致；在外部加了一定強度的磁場后，由于干簧管是靈敏度非常高的磁開關(guān)(正因為其太敏感，并且不易調(diào)節(jié)磁場強度檢測的設(shè)定閾值，所以不能只采用干簧管進行外部磁場檢測)，干簧管會先進入導(dǎo)通，待到磁場增大到更高的門檻，霍爾元件也會檢測到磁場的存在， 其輸出變成有效電平低電平，微處理器2的輸入端口捕獲到低電平，該電能表就可正確判斷此時為有磁場狀態(tài)，這與實際情況一致；在出現(xiàn)了霍爾元件損壞的情況時，無論有無磁場，霍爾元件輸出都是低電平，但由于干簧管在無磁場的情況下是斷開狀態(tài)，所以微處理器2的輸入端口會正確地處于高電平，電能表并不會出現(xiàn)誤判斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的電能表及其外部磁場檢測電路的有益效果包括 可以有效防止霍爾元件失效后導(dǎo)致的誤判，提高外部磁場檢測功能的可靠性，并且電路簡單，成本低廉。需要說明的是，雖然上面均是以霍爾元件在檢測到磁場的時候輸出有效信號為低電平為例，但本實用新型并不以此為限，比如對于有效信號為高電平的情形，且微處理器 2的輸入端口沒有拉到低低電平的情況，可以通過該電阻拉到地。雖然上述的磁開關(guān)選用干簧管，但本實用新型并不以此為限，比如可以選用其敏感度高出霍爾元件較多的另一霍爾元件來做磁開關(guān)。上述內(nèi)容，僅為本實用新型的較佳實施例，并非用于限制本實用新型的實施方案， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進行相應(yīng)的變通或修改，故本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求1.一種電能表的外部磁場檢測電路，包括一霍爾磁檢測單元，其特征在于，該檢測電路還包括一磁開關(guān)單元，該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測單元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測到磁場的存在時兩端連通，從而該檢測電路的輸出端只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測單元同時檢測到磁場的存在并且該霍爾磁檢測單元處于有效狀態(tài)才會給出處于有效電平的檢測信號。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的外部磁場檢測電路，其特征在于，該磁開關(guān)單元包括一磁開關(guān)，該磁開關(guān)只在外部磁場強度超過一設(shè)定閾值時處于閉合狀態(tài)。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的外部磁場檢測電路，其特征在于，該霍爾磁檢測單元包括一霍爾元件，該霍爾元件在外部磁場強度超過一設(shè)定閾值時給出有效電平的檢測信號，該霍爾元件在失效后會始終給出有效電平的檢測信號，該霍爾元件的設(shè)定閾值遠大于該磁開關(guān)的設(shè)定閾值。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的外部磁場檢測電路，其特征在于，該磁開關(guān)為干簧管。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的外部磁場檢測電路，其特征在于，該檢測電路還包括一偏置單元，該偏置單元的一端與該檢測電路的輸出端，另一端與一設(shè)定電平相連，以確保該檢測電路的輸出端在該磁開關(guān)單元沒有檢測到磁場的存在時是給出處于無效電平的檢測信號的。
6.依據(jù)權(quán)利要求5所述的外部磁場檢測電路，其特征在于，該偏置單元為一電阻。
7.一種電能表，包括一微處理器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1至6中任一項所述的外部磁場檢測電路，該檢測電路的輸出端與該微處理器的一輸入端口相連。
專利摘要一種電能表及其外部磁場檢測電路，該檢測電路包括一霍爾磁檢測單元和一磁開關(guān)單元，該磁開關(guān)單元的一端與該霍爾磁檢測單元的輸出端相連、另一端構(gòu)成該檢測電路的輸出端，該磁開關(guān)單元只在檢測到磁場的存在時兩端連通，從而該檢測電路的輸出端只在該磁開關(guān)單元與霍爾磁檢測單元同時檢測到磁場的存在并且該霍爾磁檢測單元處于有效狀態(tài)才會給出處于有效電平的檢測信號?？梢韵魻柎艡z測單元本身功能失效所導(dǎo)致的誤判為竊電行為的情況，提高電能表的可靠性。
文檔編號G01R33/07GK202003019SQ20112007836
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者王春國, 王毅 申請人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司