專利名稱：微電腦智能傳感測(cè)電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種微電腦智能傳感測(cè)電表，尤指一種可測(cè)量交流電壓、交流電流、相位差、功率及用電度數(shù)并串接時(shí)間控制、記憶儲(chǔ)存及LCD顯示器，同時(shí)可透過(guò)FM無(wú)線載頻接受及傳送資料的測(cè)電表。
用來(lái)記錄用電度數(shù)的裝置屬習(xí)知物品，一般稱為電表。目前，世界上使用的電表大多數(shù)是機(jī)械式。機(jī)械式電表在使用上有容易造成偷電及私通工作人員導(dǎo)致電力公司巨額損失的各種管理缺失。茲分述如下1.偏移電表偷電此類偷電方式主要是因?yàn)榕f式機(jī)械式電表采用電磁式轉(zhuǎn)盤刻度方式感測(cè)刻度，當(dāng)整個(gè)電表安裝不正，或被故意偏移角度時(shí)，造成了磁場(chǎng)的偏差，而使轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢，檢測(cè)的刻度不對(duì)，而造成其少付電費(fèi)的目的。
2.吸鐵式偷電法吸鐵式偷電法也是利用舊式電表的電磁感測(cè)缺點(diǎn)，以固定磁鐵吸附在舊式電表的外殼，以磁場(chǎng)互斥的原理減緩了轉(zhuǎn)盤的速度，而達(dá)到少付電費(fèi)的目的。
3.反接線式偷電法此類方式也是利用電磁效應(yīng)控制轉(zhuǎn)盤計(jì)度的缺點(diǎn)，當(dāng)反接線后磁場(chǎng)效應(yīng)的正負(fù)極性倒過(guò)來(lái)了，所以磁場(chǎng)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)盤當(dāng)然成了反向轉(zhuǎn)動(dòng)，其所帶動(dòng)的機(jī)械式齒輪變成了反向轉(zhuǎn)動(dòng)，所顯示的刻度反而減少而達(dá)成了少付電費(fèi)的目的。
4.跨接式偷電法是一般人最常利用的方式，方法就是自行由外拉線不經(jīng)過(guò)電表，此類方式通常是電工人員或懂得配電的人士才敢做的，一般人士怕觸電，不敢以身犯險(xiǎn)，因?yàn)楦静唤?jīng)過(guò)電表，電表無(wú)法感測(cè)電流的流量，當(dāng)然沒(méi)有度數(shù)顯示，這種偷電方式最難處理，如果再買通下級(jí)人員裝作看不到，更是令上級(jí)人員束手無(wú)策。
5.買通式偷電法一般式電表每月必須雇用大批人員到各用戶去查表抄表，而此類人員大都是固定工作地區(qū)久了必與用戶熟悉，如接受買通故意寫(xiě)低度數(shù)，一段時(shí)間再上報(bào)電表故障更換新表，神不知鬼不覺(jué)，對(duì)上級(jí)管理人員可以說(shuō)完全無(wú)管制，也失掉了用戶的公平性，往往將總公司的收入飽入私人口袋中造成重大管理的缺失。
本發(fā)明的目的即在于解決習(xí)用電表的缺點(diǎn)，而提供一種微電腦智能傳感測(cè)電表，其完全采用電子式的感測(cè)方法以微處理機(jī)的公式計(jì)算法來(lái)獲得正確的度數(shù)，完全沒(méi)有電磁的效應(yīng)，當(dāng)然也沒(méi)有偏移或安裝不良所造成的感測(cè)錯(cuò)誤。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種微電腦智能傳感測(cè)電表，其無(wú)磁埸效應(yīng)，不受固定磁鐵的干擾，偷電行為無(wú)法成功。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種微電腦智能傳感測(cè)電表，其不受磁埸干擾，不論正接反接在電子式的交流流動(dòng)下，感測(cè)裝置仍然正常忠實(shí)地感測(cè)及記錄，在交流電的流動(dòng)下電子偵測(cè)根本沒(méi)有不同，可以杜絕反接式偷電。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種微電腦智能傳感測(cè)電表，其可由電力總公司到各級(jí)變電站，到一般用戶全面采用電腦分時(shí)網(wǎng)路方式控制，各分區(qū)變電站也設(shè)大型電腦計(jì)度電表，以所屬各用戶串聯(lián)的方式連接，變電站所測(cè)得的總度數(shù)扣除固定損耗比率應(yīng)該等于各用戶的度數(shù)和，而各用戶智能電表可由一個(gè)載頻發(fā)射轉(zhuǎn)換系統(tǒng)控制，固定時(shí)間取得各用戶使用度數(shù)，以載頻方式發(fā)射一串?dāng)?shù)位訊號(hào)給變電站，而由變電站的電腦電表中的軟件控制接收數(shù)位訊號(hào)與總度數(shù)核對(duì)，如果有異常狀況可以透過(guò)分時(shí)網(wǎng)路傳回電力總公司的大型電腦，發(fā)出異常訊號(hào)及顯示分區(qū)地址，再由總公司上級(jí)人員派出督察員到異常狀況區(qū)，以?shī)A表方式暗夾于外線中繼點(diǎn)測(cè)試有懷疑的用戶，以比較法找出偷電用戶，督察人員為不定區(qū)工作人員，如再加上抓到偷電用戶的執(zhí)行成功個(gè)案獎(jiǎng)金，更可以徹底防止人為買通行為。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種微電腦智能傳感測(cè)電表，其在每一用戶區(qū)已經(jīng)設(shè)立了載頻收發(fā)管制系統(tǒng)，抄表員也不用到用戶家中抄表，一方面少了因用戶不在家抄不到用電度數(shù)，往返多次浪費(fèi)人力物力的麻煩，每月只要抄表員以車輛配備手提型電腦及小型噴墨式印表機(jī)及載頻收發(fā)系統(tǒng)，來(lái)往于各地用戶巷道發(fā)射載頻指揮訊號(hào)，遙控載頻管制系統(tǒng)發(fā)出各用戶使用度數(shù)，在手提電腦的軟件程序運(yùn)算下?lián)Q算出各用戶的收費(fèi)資料，在小型印表機(jī)中快速的印出每一個(gè)用戶的收費(fèi)單據(jù)，可以以郵寄或立刻由抄表員放入每一個(gè)用戶的信箱中，抄表員回到總公司可以將手提電腦中的資料，以傳輸方式傳入總公司大型管制電腦中建立檔案管理，大型電腦同管制收費(fèi)狀況，以連接方式取得各地收費(fèi)單位收費(fèi)資料比對(duì)消案，沒(méi)有收到費(fèi)用者，定時(shí)列出催費(fèi)通知單，郵寄用戶催繳，催收不到時(shí)也可利用分時(shí)網(wǎng)路發(fā)出斷電訊號(hào)，經(jīng)過(guò)各級(jí)網(wǎng)路下指令給用戶電表，電表也可加裝斷電保護(hù)裝置自行執(zhí)行斷電指令，直到收到用戶費(fèi)用再執(zhí)行復(fù)電指令恢復(fù)供電，反應(yīng)迅速確實(shí)，給用戶更方便，不必要等到繳了電費(fèi)仍久不能復(fù)電，同時(shí)也使抄表收費(fèi)的管制更具效率，也可減低人事費(fèi)用，防止買通式偷電的人為問(wèn)題，成為最公平合理的管制方案。
本發(fā)明的其它目的及特點(diǎn)參照下面配合附圖的詳細(xì)說(shuō)明即可完全明白。附圖中圖1為依據(jù)本發(fā)明而成的微電腦智能傳感測(cè)電表的硬件結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明微電腦智能傳感測(cè)電表的軟件流程圖。
現(xiàn)在就配合


本發(fā)明的微電腦智能傳感測(cè)電表。參見(jiàn)圖1，依據(jù)本發(fā)明而成的電表是由硬件(HARDWARE)及軟件(SOFTWARE)組成，其中硬件主要包含有微電腦處理機(jī)1(MI-CROPROC-ESSOR)、按鍵2(KEYBOARD)以及液晶顯示器3(LIQUARDCRYSTALDISPLAY)，前者內(nèi)部具有中央處理單元(CENTRALPROCESSINGUNIT)、只讀存儲(chǔ)器(READONLYMEMORY)、讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(READOMACCESSMEMORY)、計(jì)時(shí)器(TIMER)、液晶顯示器控制電路、輸入/輸出口(INPUT/OUT-PUTPORT)及串接通訊接口(SERIALCOMMUNICATIONIN-TERFACE)。
接著說(shuō)明硬件結(jié)構(gòu)的功能在電力線4上的電壓及電流經(jīng)過(guò)分壓/分流回路后進(jìn)入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5(ANALOG/DIGITALCONVERTER)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號(hào)提供給中央處理單元作運(yùn)算。運(yùn)算后的資料顯示在液晶顯示器3上，由于微處理機(jī)1內(nèi)含液晶顯示器的控制電路，所以顯示線路很簡(jiǎn)單顯示的內(nèi)容分別是ACV、ACI、COSφ及KWH等等。這些資料可由按鍵2來(lái)選擇要看那一項(xiàng)。此外每個(gè)電表的編號(hào)必須是唯一的，不能與別的電表重復(fù)。所以在圖上有一組IDCODEMATRIX6是作為辨識(shí)碼用，而中央處理機(jī)會(huì)去讀取MATRIX以了解自己的編號(hào)。當(dāng)外界透過(guò)無(wú)線電傳呼時(shí)，每個(gè)電表都會(huì)收到訊號(hào)，然后電表的中央處理單元會(huì)去比對(duì)這個(gè)傳呼碼跟自己的是不是一樣，如果相同的話，就把資料整理后透過(guò)無(wú)線電發(fā)還給傳呼者。此外，為防止停電時(shí)資料消失，電表內(nèi)藏有充電電池7可以保存資料。
繼續(xù)配合圖2說(shuō)明本發(fā)明的軟件流程。如圖所示，依據(jù)本發(fā)明而成的電表是感測(cè)在電力線上的交流電壓及交流電流值，并且取得電壓及電流之間的相位差角度φ，由這三個(gè)數(shù)據(jù)相乘可以得到流過(guò)電力線上的有效功率W＝V＊I＊COSφ。有效功率W乘上時(shí)間T代表在這段時(shí)間里面的用電度數(shù)，也就是KWH＝V＊I＊COSφ＊T＝W＊T。
由于電力的供應(yīng)依時(shí)間不同有高、低峰之分，所以本電表也可以依不同時(shí)間區(qū)(PERIOD)把用電度數(shù)加在對(duì)應(yīng)的度數(shù)里面。在流程圖上我們看到的是KWH1和KWH2兩項(xiàng)，這些資料將隨即顯示在螢光幕上。
硬件上的微處理機(jī)有支持串接通信接口，故程序也不斷監(jiān)看在串接通信口上有沒(méi)有資料輸入，如果進(jìn)來(lái)的資料是傳呼碼，程序立即與自己的辨識(shí)碼進(jìn)行對(duì)比，如果相同的話，則把資料整理一下經(jīng)由無(wú)線電傳送出去給傳呼者;如果是不對(duì)的傳呼碼就回去偵測(cè)電力線上的資料。
軟件的主要功能如下1.用戶的用電情況儲(chǔ)存在內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，可記錄每日、每月的資料或由外部指令控制其儲(chǔ)存方式。
2.電表在普通的情況下只顯示當(dāng)月總用電度數(shù)，當(dāng)按下按鍵后則會(huì)輪流顯示總耗電度數(shù)、尖峰用電當(dāng)月度數(shù)、離峰用電當(dāng)月度數(shù)、交流電壓、交流電流、功率因素、有效功率及時(shí)間，最后再回到當(dāng)月總用電度數(shù)。
3.所有這些資料都可以經(jīng)由無(wú)線傳輸將資料送出去。每一個(gè)電表都有不同的辨識(shí)碼，當(dāng)外界的控制主機(jī)(發(fā)射臺(tái)、電腦加發(fā)射機(jī)等)將辨識(shí)碼發(fā)射出去后，在有效范圍內(nèi)的電表都會(huì)收到這個(gè)訊號(hào)，然后微處理機(jī)辨識(shí)該IDCODE是不是自己的，如果不是就不去管它，如果是的話，就把有關(guān)的資料透過(guò)無(wú)線電發(fā)射出去給接收主機(jī)。
4.本電表內(nèi)部含有計(jì)時(shí)器，可規(guī)劃成兩個(gè)以上的時(shí)間區(qū)。依照用電需求量的高、低峰來(lái)記錄用戶的用電度數(shù)，到每個(gè)月的結(jié)算日時(shí)，取出各個(gè)不同時(shí)間區(qū)的用電度數(shù)來(lái)計(jì)算電費(fèi)。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明而成的微電腦智能傳感測(cè)電表與習(xí)用的機(jī)械式電表相較具有如下的優(yōu)點(diǎn)1.電表自身耗電低。
2.無(wú)表底誤差由于系統(tǒng)查表時(shí)間一致，總表和各分表自身耗電進(jìn)入自身電費(fèi)，總表和各分表之和相等，在計(jì)算收費(fèi)時(shí)減少很多麻煩。
3.可以自動(dòng)查表(透過(guò)通訊系統(tǒng))。
4.可以自動(dòng)限制用電能由外部設(shè)定罰款標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)用戶超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)供電合約時(shí)，電表自動(dòng)載入罰款程序，罰款比率可由外部設(shè)定。
5.本表在加裝漏電互感器后，可在電路短路情況下自動(dòng)斷電，防止火災(zāi)發(fā)生;也可與漏電線圈聯(lián)接自動(dòng)斷電、漏電和人觸電，制作漏電保護(hù)裝置(電信電流互感器)可判斷個(gè)人觸電情況后斷電。
6.防止用戶偷電及私通工作人員(各種偷電克制方式請(qǐng)參閱前述的發(fā)明目的)。
除外之外，本發(fā)明也有助于電力工程的管理，茲分述如下1.輸變電管理目前變電站的值班是以每六十分鐘一次記錄各線路的耗電情況，由于人為誤差和記錄時(shí)間不一致，所以各電站呈報(bào)到上一級(jí)電站的數(shù)據(jù)根本無(wú)法加在一起。本系統(tǒng)根本解決了上述問(wèn)題，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)無(wú)人管理變電站，適時(shí)了解用電情況并及時(shí)實(shí)施控制。
2.電力負(fù)荷遙控如果用戶超負(fù)荷超額用電，或不交電費(fèi)，電力公司可以遙控?cái)嚯娀蚪y(tǒng)計(jì)罰款，有效管制及管理各地區(qū)用戶，在電能不足時(shí)也可有效的控制分區(qū)限電或供電，公平合理。(加裝斷電裝置后可經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)路傳送斷電訊號(hào)處理)。
3.電力平衡通過(guò)系統(tǒng)查表時(shí)間一致，可以精確計(jì)算出用戶耗電情況以合理設(shè)定不同收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間區(qū)和地區(qū)，使電力平衡，這叫做削峰填谷。
權(quán)利要求
1.一種由硬件及軟件組成，用以改善機(jī)械式電表的微電腦智能傳感測(cè)電表，將在電力線上的電壓及電流經(jīng)過(guò)分壓/分流回路后進(jìn)入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號(hào)提供給中央處理單元作運(yùn)算，運(yùn)算后的資料顯示在液晶顯示器上，可顯示的內(nèi)容分別是交流電壓、交流電流、功率因素、有效功率及用電度數(shù)等等，且這些資料可由按鍵來(lái)循環(huán)顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的微電腦智能傳感測(cè)電表，其特征在于，其中還包含有一組辨識(shí)碼，可以辨識(shí)經(jīng)由無(wú)線電系統(tǒng)發(fā)出的訊號(hào)，并且在辨識(shí)碼與傳呼碼相同時(shí)，將前述的資料整理后透過(guò)無(wú)線電發(fā)還給傳呼者，以保護(hù)傳送頻率不被解碼及資料不被篡改。
3.如權(quán)利要求1所述的微電腦智能傳感測(cè)電表，其特征在于，其中進(jìn)一步包含有計(jì)時(shí)器，可規(guī)劃成兩個(gè)以上的時(shí)間區(qū)，依照用電需求量的高、低來(lái)記錄用戶的用電度數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的微電腦智能傳感測(cè)電表，其特征在于，其中還包括有充電電池，在停電時(shí)用以保存資料。
5.如權(quán)利要求1所述的微電腦智能傳感測(cè)電表，其特征在于，其中電表在普通的情況下只顯示當(dāng)月總用電度數(shù)，當(dāng)按下按鍵后則會(huì)輪流顯示總耗電度數(shù)、尖峰用電當(dāng)月度數(shù)、離峰用電當(dāng)月度數(shù)、交流電壓、交流電流、功率因素、有效功率及時(shí)間，最后再回到當(dāng)月總用電度數(shù)。
全文摘要
一種微電腦智能傳感測(cè)電表，乃將電力線上的電壓及電流通過(guò)分壓/分流回路后進(jìn)入模擬。數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號(hào)提供給中央處理單元作運(yùn)算，運(yùn)算后的資料包括交流電壓、交流電流、功率因數(shù)、有效功率及用電度數(shù)則顯示在液晶顯示器上，并可由按鍵選擇其中一項(xiàng)資料。前述的裝置進(jìn)一步可接受外界透過(guò)無(wú)線電傳出的訊號(hào)，并辨識(shí)該傳呼碼是否與自己相同，若相同則將前述的資料整理后透過(guò)無(wú)線電發(fā)還給傳呼者，由此解決機(jī)械式電表容易偷電及私通工作人員導(dǎo)致電力公司巨額損失的各項(xiàng)管理缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R22/00GK1077799SQ9211440
公開(kāi)日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1992年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月7日
發(fā)明者T·普魯威塔, 查爾斯·查昌胡 申請(qǐng)人:T·普魯威塔