專利名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)多功能數(shù)字式電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電量計(jì)量裝置，特別是用單片機(jī)控制的多功能數(shù)字式電度表。
近幾年來，全國(guó)各地的電業(yè)部門為了提高電網(wǎng)的負(fù)荷率，合理地、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行供電，都正在采取有力的措施，準(zhǔn)備推行電價(jià)改革，即高峰和低谷負(fù)荷時(shí)間的用電，分別實(shí)行不同的電價(jià)，這樣，就需要分時(shí)計(jì)量的電度表；另外，全國(guó)各地現(xiàn)在都在執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)節(jié)電價(jià)，為此必須同時(shí)具有無功電度表。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)分時(shí)計(jì)量電度表的廠家只有兩、三家，市場(chǎng)供不應(yīng)求，而且這些產(chǎn)品都是在常規(guī)的感應(yīng)式電度表的基礎(chǔ)上增加了電子計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)器或電腦而構(gòu)成的，例如南京產(chǎn)和綿陽產(chǎn)的分時(shí)計(jì)量電度表即屬于上述類型，它們不能同時(shí)計(jì)量無功電度，必須另外安裝無功電度表。
此外，我們有些地區(qū)的電力損失是比較嚴(yán)重的，其中一個(gè)重要原因是由于竊電現(xiàn)象所造成的，為此，各地區(qū)的電業(yè)部門除積極地采取開展宣傳教育活動(dòng)，加強(qiáng)管理以及嚴(yán)厲打擊違章接線，非法竊電行為等措施以外，都正在普遍地推廣電表上桿、集中安裝電度表以及采用總表計(jì)量等措施，以防止竊電行為。
針對(duì)上述情況，本發(fā)明設(shè)計(jì)參考了以下技術(shù)文獻(xiàn)1、“智能電表的設(shè)計(jì)”《電子與自動(dòng)化》1991年第三期；2、“WDB-1型微機(jī)變送器”《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》1988年第三期；3、“晶體管繼電保護(hù)基礎(chǔ)”水利電力出版社4、“二態(tài)和三態(tài)檢相器原理”《電世界》1982年第7期；
5、“用單相電度表測(cè)量功率因數(shù)”《電世界》1982年第2期；6、“三相兩元件有功電度表接線分析”《電世界》1982年第1期。
本發(fā)明的目的是提供一種單片機(jī)控制的數(shù)字式自動(dòng)化電度表，它具有多種計(jì)量功能，既能分時(shí)計(jì)量峰值電度和低谷電度，又能同時(shí)計(jì)量有功電度和無功電度，并且還具有超最大允許負(fù)荷，超允許用電指標(biāo)等自動(dòng)控制和報(bào)警功能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種單片機(jī)控制的數(shù)字式自動(dòng)化單相電度表，它采用多路集中控制計(jì)量，用戶不能接觸到電表，從而徹底解決各種竊電問題；增設(shè)語音報(bào)警功能，以增強(qiáng)用戶與電表的溝通聯(lián)系，并同時(shí)具有超最大負(fù)荷，超用電指標(biāo)的報(bào)警和自動(dòng)停電等功能。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，包括前向輸入接口電路、單片機(jī)及其接口、數(shù)字顯示電路和脫扣控制機(jī)構(gòu)。前向輸入接口電路由電壓、電流輸入傳感元件、電壓、電流數(shù)據(jù)檢測(cè)電路、相位差檢測(cè)電路組成，電壓、電流輸入傳感元件是采用電壓變換器和電流變換器，電壓變換器的一次側(cè)接于配電裝置的電壓互感器的二次回路中，電流變換器的一次側(cè)接于配電裝置中的電流互感器的二次回路，電壓信號(hào)是從電壓互感器的二次回路分支接入到電壓變換器的一次繞組，經(jīng)電壓變換器將強(qiáng)電壓信號(hào)變換為與一次電壓成比例的弱電壓信號(hào)；電流信號(hào)是從電流互感器的二次回路串入電流變換器的一次繞組，經(jīng)電流變換器將強(qiáng)電流變換為與一次電流成比例的弱電流信號(hào)，并在電流變換器的二次負(fù)載電阻上取得與一次電流成比例的弱電壓信號(hào)。電壓變換器和電流變換器的一、二次繞組的匝數(shù)比及電流變換器的負(fù)載電阻值的選取是使變換器二次側(cè)的電壓輸出信號(hào)的有效值為5伏和0-5伏。
對(duì)于低壓系統(tǒng)的電壓信號(hào)和20安以下的電流信號(hào)，直接通過電壓變換器將低壓系統(tǒng)的相電壓變換為5伏電壓信號(hào)，通過電流變換器直接將20安以下的電流變換為弱電流，并在負(fù)載電阻上取得0-5伏的弱電壓信號(hào)。
電壓、電流數(shù)據(jù)檢測(cè)電路是由多路開關(guān)、檢波器、濾波器、采樣/保持器組成的數(shù)據(jù)檢測(cè)通道，多路開關(guān)的輸入端接自多路電壓、電流變換器的二次側(cè)0-5伏電壓輸出。來自電壓、電流變換器的0-5伏弱電壓信號(hào)，進(jìn)一步輸入到單片機(jī)電度表內(nèi)的多路開關(guān)在單片機(jī)的控制下進(jìn)行巡回采樣，經(jīng)過多路開關(guān)的巡回采樣，多路開關(guān)的輸出端接檢波器輸入端，控制端接單片機(jī)的擴(kuò)展I/O口，經(jīng)過檢波器檢波，將0-5伏的正弦波全波信號(hào)變?yōu)檎也ò氩ㄐ盘?hào)，再通過低通濾波器將高次諧波干擾信號(hào)濾掉，而后引入共享的采樣/保持器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，并將每次的檢測(cè)內(nèi)容送入單片機(jī)內(nèi)相應(yīng)的存貯單元里，而后由數(shù)據(jù)處理進(jìn)行運(yùn)算。
相位差檢測(cè)電路是由檢波器、鑒零電路、“異或”門電路組成的相位差檢測(cè)通道，電壓、電流變換器的輸出端接入檢波器，將電壓和電流的0-5伏正弦波全波信號(hào)進(jìn)行檢波，變?yōu)檎也ò氩ㄐ盘?hào)，檢波器輸出端接入鑒零電路，經(jīng)過鑒零電路將正弦波半波信號(hào)變換為方波信號(hào)，而后分別地將每個(gè)元件的電壓和電流的方波信號(hào)共同地引入到“異或”門電路，這時(shí)“異或”門電路輸出一個(gè)矩形波信號(hào)，這個(gè)矩形波信號(hào)的寬度即可反映出電壓與電流之間相位差角φ的值。與此同時(shí)將電壓的半個(gè)周期的方波信號(hào)和相位差的矩形波信號(hào)都引入到多路開關(guān)進(jìn)行巡回采樣，最后將多路開關(guān)的輸出信號(hào)分別送入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行中斷處理。輸入單片機(jī)的電壓信號(hào)、電流信號(hào)和相位差信號(hào)再通過程序計(jì)算可求出電壓有效值，電流有效值和Cosφ值，并進(jìn)而求出有功功率、無功功率、有功電量、無功電量，各計(jì)算公式如下電壓有效值U=[1NΣK=1K=NV2(tk)]1/2]]>電流有效值I=[1NΣK=1K=NV2i(tk)]1/2]]>式中N＝10有功功率P＝U.I.Cosφ無功功率Q＝U.I.Sinφ有功電量計(jì)算公式為P.t無功功率計(jì)算公式為Q.t通過單片機(jī)內(nèi)設(shè)定的程序可以分別計(jì)量峰值電度和低谷電度；利用單片機(jī)接口電路，增設(shè)超最大負(fù)荷、超充許用電指標(biāo)的報(bào)警和控制功能。
多用戶的單片機(jī)單相電度表，是將多個(gè)用戶的用電情況共用一塊表計(jì)量，并將電度表放在電業(yè)部門設(shè)置的柜中，使各個(gè)用戶不能接觸到電度表，避免各種竊電現(xiàn)象；并增設(shè)語音報(bào)警，使用戶可以了解用電情況。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、電度計(jì)量精度高。單片機(jī)電度表精度誤差小于0.3％，而常規(guī)電度表的精度實(shí)際都大于1％；2、功能強(qiáng)。有多種自動(dòng)控制和報(bào)警功能；3、不需要另外增加硬件，既可以計(jì)量峰值電度和低谷電度，又可以同時(shí)計(jì)量有功電度和無功電度；4、能實(shí)現(xiàn)語音自動(dòng)報(bào)電量和報(bào)警；5、電表集中計(jì)量，使用戶不能接觸到電度表，從而徹底防止了違章接線等竊電行為；6、性能價(jià)格比高。單片機(jī)三相電度表的價(jià)格約為同類常規(guī)電表的二倍，而常規(guī)的分時(shí)計(jì)量電度表再加上無功電度表，則與單片機(jī)電度表價(jià)格相當(dāng)，性能卻遠(yuǎn)遜于后者；單片機(jī)單相民用電度表，以24路的為例平均每臺(tái)可以計(jì)量20戶的用電量，等于20塊常規(guī)的電度表，而其性能要比分散的常規(guī)電度表優(yōu)越得多。
7、可實(shí)現(xiàn)電量的先買后用自動(dòng)停電的功能，徹底解決了拖欠電費(fèi)的老大難的問題。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和原理。


圖1為單片機(jī)三相四線式電度表的方框圖；圖2為單片機(jī)24路單相電度表方框圖；圖3為三相電度表輸入部分接線原理圖；圖4為單相電度表輸入部分接線原理圖；圖5為單片機(jī)接線圖；圖6為健控、顯示部分的接線圖；圖7為三相脫扣控制電路接線原理圖8為單相脫扣控制電路接線原理圖；圖9為語音部分電路接線圖；圖10為CD4051多路開關(guān)的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖11為L(zhǎng)F398采樣/保持器電路原理圖。
單片機(jī)多功能數(shù)字式三相電度表包括電壓、電流、輸入傳感元件，電壓、電流數(shù)據(jù)檢測(cè)電路、相位差檢測(cè)電路、單片機(jī)及其接口、數(shù)字顯示和脫扣控制機(jī)構(gòu)。它采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的電壓、電流變換器作為輸入信號(hào)的傳感元件。電壓和電流的輸入信號(hào)來自于配電裝置中的電壓、電流互感器的二次回路，電壓信號(hào)從電壓互感器的二次回路分支引入電壓變換器的一次繞組，經(jīng)電壓變換器將強(qiáng)電壓信號(hào)變換為與一次電壓成比例的弱電壓信號(hào)，額定有效值為5伏。電流信號(hào)是將電流變換器的一次繞組串聯(lián)在電流互感器的二次回路內(nèi)，經(jīng)電流變換器將強(qiáng)電流變換為與一次電流成比例的弱電流，并在電流變換器的二次負(fù)荷電阻上取得與一次電流成比例的弱電壓信號(hào)，有效值為0-5伏。對(duì)于低壓的和電流在20安以下的輸入信號(hào)，直接由電壓、電流變換器變換為與一次模擬量成比例的弱電壓信號(hào)，有效值為5伏。
三相四線式三元件電度表共有六路輸入信號(hào)，包括三路相電壓信號(hào)VA、VB、VC和三路相電流信號(hào)IA、IB、IC。三相三線式兩元件電度表共有四路輸入信號(hào)，包括兩路線電壓信號(hào)VAB和VBC，兩路線電流信號(hào)IA、IC。
來自電壓、電流變換器的0-5伏弱電壓信號(hào)，進(jìn)一步地輸入到單片機(jī)電度表內(nèi)的多路開關(guān)進(jìn)行巡回采樣。在單片機(jī)控制下，每一路的采樣周期均為20ms。選用的多路開關(guān)為CD4051八選一多路開關(guān)。CD4051由邏輯電平轉(zhuǎn)換電路、地址譯碼電路、開關(guān)通道三部分組成，地址控制信號(hào)由單片機(jī)擴(kuò)展的I/O接口8155的C口提供，共需三根地址控制線(A0-A2)，三位二進(jìn)制數(shù)可確定八種狀態(tài)，三相四線式三元件電度表的八選一多路開關(guān)利用六選一，三相三線式兩元件電度表利用四選一。對(duì)于多用戶的單相單元件電度表，輸入信號(hào)的路數(shù)隨用戶的多少而定，最多可達(dá)32路，即一路相電壓信號(hào)和31路相電流信號(hào)。以24路為例，輸入信號(hào)共24路，其中有一路相電壓輸入信號(hào)V相和23路相電流輸入信號(hào)I相(1-23)。選用三片CD4051組成的24路選1多路開關(guān)，24路需占用6根地址線A5-A0；最高位地址線A5、A4、A3分別作為三片CD4051的片選控制。經(jīng)過多路開關(guān)的巡回采樣，多路開關(guān)的輸出信號(hào)再經(jīng)二極管檢波器檢波，將0-5伏的正弦波全波信號(hào)變?yōu)檎也ò氩ㄐ盘?hào)，再通過低通濾波器將高次諧波干擾信號(hào)濾掉，而后引入共享的采樣/保持器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。在單片機(jī)的控制下，模/數(shù)轉(zhuǎn)換的周期均為1ms，因此，每一路信號(hào)的半波信號(hào)(半個(gè)周期)，只能檢測(cè)到10次瞬時(shí)數(shù)字量V(tk)或Vi(tk)，并且分別送入單片機(jī)內(nèi)相應(yīng)的存貯單元里，而后由數(shù)據(jù)處理進(jìn)行運(yùn)算。
采樣/保持器在輸入通道中的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是保證A/D轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換過程中被轉(zhuǎn)換的模擬量保持不變，以提高轉(zhuǎn)換精度；二是將多個(gè)相關(guān)的檢測(cè)點(diǎn)在同一時(shí)刻的狀態(tài)量保持下來，供分時(shí)轉(zhuǎn)換和處理之用，以確保各檢測(cè)量在時(shí)間上的一致性。也就是說，采樣/保持器是在輸入邏輯電平控制下，處于“采樣”或“保持”兩種狀態(tài)的電路。在采樣狀態(tài)下，電路的輸出跟蹤輸入模擬電壓；轉(zhuǎn)為保持狀態(tài)時(shí)，電路輸出保持前一次采樣結(jié)束瞬時(shí)的模擬信號(hào)電平，直至進(jìn)入下一次采樣狀態(tài)為止。
對(duì)于快速變化的輸入信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器是對(duì)信號(hào)的某一瞬時(shí)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的。A/D轉(zhuǎn)換有一定的孔徑時(shí)間。當(dāng)信號(hào)頻率f較高時(shí)，由于孔徑時(shí)間tA存在，必然會(huì)造成過大的轉(zhuǎn)換誤差，要減少此誤差，只能減少孔徑時(shí)間。采用采樣/保持器使A/D采樣瞬間將輸入信號(hào)瞬間狀態(tài)“凍結(jié)”，這樣能大大地減少由孔徑時(shí)間造成的誤差。因此，對(duì)于快速轉(zhuǎn)換的信號(hào)，當(dāng)最大孔徑誤差超過允許值時(shí)，必須在A/D轉(zhuǎn)換之前加采樣/保持器。
目前，采樣/保持器電路大都做成集成電路芯片，本實(shí)施方式選用LF398，它是一種反饋型采樣/保持器。
圖11中A1和A2的輸入阻抗高，電路的轉(zhuǎn)換速率高。當(dāng)邏輯控制信號(hào)為高電平時(shí)，處于跟隨狀態(tài)，控制信號(hào)為低電平時(shí)，處于保持狀態(tài)。
本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)檢測(cè)采用AD574模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。AD574的結(jié)構(gòu)由兩部分組成，一部分是模擬芯片，另一部分是數(shù)字芯片。其中模擬芯片是由高性能的AD565 D/A12位轉(zhuǎn)換器和參考電壓組成，數(shù)字芯片由控制邏輯電路，逐次逼近型寄存器和三態(tài)輸出緩沖器組成，它是一種快速12位逐次比較式的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
三相四線式電度表共有六路輸入信號(hào)，每個(gè)循環(huán)的采樣和數(shù)據(jù)檢測(cè)的時(shí)間為20ms×6＝120ms，再加上數(shù)據(jù)處理所需的時(shí)間，共需250ms。對(duì)于三相三線式兩元件電度表共有4路輸入信號(hào)，每個(gè)循環(huán)的采樣和數(shù)據(jù)檢測(cè)所需的時(shí)間為20ms×4＝80ms，再加上數(shù)據(jù)處理所需的時(shí)間，每個(gè)循環(huán)共需180ms的時(shí)間。對(duì)于單相多路電度表，以24路為例，采樣和數(shù)據(jù)檢測(cè)所需的時(shí)間為20ms×24＝480ms，再加上數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，每個(gè)循環(huán)共需1秒的時(shí)間。
電壓與電流之間相位差角φ的檢測(cè)部分接線如圖2、圖3。各種單片機(jī)電度表的檢測(cè)元件組成如下三相四線式三元件是，VA與IA、VB與IB、VC與IC；三相三線式兩元件是VAB與IA，VBC與IC；24路的單相單元件是，V相與I相(1-23)。
三相四線式三無件電度表和三相三線式兩元件電度表的相位差檢測(cè)電路，是將電壓、電流變換器的輸出端接到檢波器的輸入端，首先將電壓和電流的0-5伏正弦波全波信號(hào)進(jìn)行檢波，變?yōu)檎也ò氩ㄐ盘?hào)，再把檢波器的輸出端接入鑒零電路輸入端，將正弦波信號(hào)變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)，而后分別將每一元件的鑒零電路輸出端接入“異或”門電路，即分別將每個(gè)元件的電壓和電流的方波信號(hào)共同地引入到“異或”門電路，這時(shí)“異或”門電路輸出一個(gè)矩形波信號(hào)，這個(gè)矩形波信號(hào)的寬度即可反映出電壓與流之間相位差角φ的值。再把鑒零電路的輸出端和“異或”門電路的輸出端都接到多路開關(guān)輸入端，將電壓的半個(gè)周期的方波信號(hào)和相位差的矩形波信號(hào)都引入多路開關(guān)進(jìn)行巡回采樣，每一路輸入信號(hào)的采樣周期均為20ms(與數(shù)據(jù)檢測(cè)的巡回采樣是同步的)，最后將多路開關(guān)的輸出端接入單片機(jī)，將多路開關(guān)的輸出信號(hào)分別送入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行中斷處理，即可求取半個(gè)周期時(shí)間T/2和相位差時(shí)間t，并分別存貯到每個(gè)元件相應(yīng)的存貯單元里，由數(shù)據(jù)處理求取φ值，計(jì)算公式是 8031單片機(jī)利用本身所帶的16位計(jì)數(shù)器，分別記錄各元件的半周期方波信號(hào)的寬度T/2和相位差矩形波信號(hào)寬度t。
對(duì)于多路單相單元件電度表的相位差檢測(cè)電路，是將電壓、電流變換器的輸出端接到檢波器的輸入端，將單元件的相電壓、相電流的0-5伏正弦波全波信號(hào)變?yōu)檎也ò氩ㄐ盘?hào)，把檢波器的輸出端接入鑒零電路的輸入端，將電壓、電流的半波信號(hào)變換為方波信號(hào)，而后將通過電壓信號(hào)的鑒零電路的輸出端接入“異或”門電路的輸入端；而將通過電流信號(hào)的鑒零電路的輸出端與地址控制信號(hào)共同接入一個(gè)與門，并將與門的輸出端接入“異或”門電路的另一個(gè)輸入端，最后將“異或”門電路的輸出端接入單片機(jī)。即當(dāng)多路開關(guān)第一路閉合、對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，相位差檢測(cè)電路的與門電路沒有輸出信號(hào)，這時(shí)“異或”門電路檢測(cè)的是電壓半個(gè)周期方波信號(hào)的時(shí)間T/2；當(dāng)多路開關(guān)第2路到最后一路分別閉合的時(shí)候，檢測(cè)的是各路的電流信號(hào)與電壓信號(hào)之間的相位差，在這個(gè)期間，相位差檢測(cè)電路中“與門”電路輸出的是各路電流的方波信號(hào)，為此，這個(gè)期間“異或”門分別檢測(cè)的是相電壓與各相電流之間的相位差寬度值。關(guān)于相位差角采集的原理與三相電度表是完全相同的。
圖5所示為本發(fā)明實(shí)施方式采用的8031單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲(chǔ)器和I/O接口芯片的接線原理圖。
圖6為各項(xiàng)用電數(shù)據(jù)顯示部分接線原理圖。本實(shí)施方式采用6位LED數(shù)碼管，由8279芯片構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、顯示控制電路。三相電度表的顯示項(xiàng)目有用戶的代碼、已購(gòu)電量、峰值有功電量、低谷有功電量、有功電量合計(jì)、無功電量和剩余電量。單相電度表的顯示項(xiàng)目除無功電量外，其它與三相電度表相同，報(bào)警的項(xiàng)目有剩余電量為0，超最大用電負(fù)荷、超允許用電指標(biāo)。
脫扣控制機(jī)構(gòu)及其與單片機(jī)I/O接口的接線如圖7、圖8所示，三相電度表和單相電度表分別采用不同的繼電控制方式。
多路單相電度表的語音報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)施方式采用T6668-1型功能板。普通T6668-1型功能板是一路輸出，本設(shè)計(jì)將其擴(kuò)展為多路輸出，將T6668-1語音芯片的11腳輸出電位器的滑動(dòng)端接入多路開關(guān)的一路輸入端，再將多路開關(guān)的多路輸出端分別通過功率放大器接入各用戶家中的揚(yáng)聲器。并在用戶家里設(shè)置一個(gè)按鍵開關(guān)，各按鍵開關(guān)的接線采用行列式組成的鍵盤控制電路。
單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表與供電部門的主機(jī)之間的通訊采用電力線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
權(quán)利要求
1.一種單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，包括前向輸入接口電路、單片機(jī)及其接口、數(shù)字顯示電路和脫扣控制機(jī)構(gòu)，其特征在于前向輸入接口電路由電壓、電流輸入傳感元件、電壓、電流數(shù)據(jù)檢測(cè)電路、相位差檢測(cè)電路組成，電壓、電流傳感元件采用電壓變換器和電流變換器，電壓變換器和電流變換器的一次側(cè)分別接于配電裝置的電壓互感器和電流互感器的二次回路，二次側(cè)接數(shù)據(jù)檢測(cè)電路的輸入端和相位差檢測(cè)電路的輸入端，電流變換器的二次側(cè)有負(fù)載電阻，電壓變換器和電流變換器的匝數(shù)比及電流變換器的負(fù)載電阻值的選取是使其二次側(cè)的電壓輸出信號(hào)的有效值為5伏和0-5伏；電壓電流數(shù)據(jù)檢測(cè)電路是由多路開關(guān)、檢波器、濾波器、采樣/保持器組成的數(shù)據(jù)檢測(cè)通道，多路開關(guān)的輸入端接自多路電壓、電流變換器的二次側(cè)0-5伏電壓輸出，其輸出端接檢波器輸入端，控制端接單片機(jī)的擴(kuò)展I/O口，檢波器的輸出端接濾波器的輸入端，濾波器的輸出端通過采樣/保持器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器接入單片機(jī)；相位差檢測(cè)電路是由檢波器、鑒零電路、“異或”門電路組成的相位差檢測(cè)通道，電壓、電流變換器的輸出端接入檢波器，檢器輸出端經(jīng)過鑒零電路接入“異或”門電路，“異或”門電路的輸出端接入單片機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于它是三相四線式三元件電度表，即輸入信號(hào)共有六路，VA、VB、VC三路相電壓輸入信號(hào)和IA、IB、IC三路相電流輸入信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于它是三相三線式兩元件電度表，即輸入信號(hào)共有四路，VAB、VBC兩路線電壓輸入信號(hào)和IA、IC兩路線電流輸入信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于它是單相單元件電度表，輸入信號(hào)的路數(shù)隨用戶的多少而定，最多為32路。
5.如權(quán)利要求4所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于輸入信號(hào)的路數(shù)為24路。
6.如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于所述的采樣/保持器為L(zhǎng)F398反饋型采樣/保持器。
7.如權(quán)利要求2或3所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于相位差檢測(cè)電路是將電壓、電流變換器的輸出端接到檢波器的輸入端，檢波器的輸出端接入鑒零電路入端，分別將每一元件的鑒零電路輸出端接入“異或”門電路，再把鑒零電路輸出端和“異或”門電路的輸出端都接到多路開關(guān)輸入端，最后將多路開關(guān)的輸出端接入單片機(jī)。
8.如權(quán)利要求4或5所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于相位差檢測(cè)電路是將電壓、電流變換器的輸出端接到檢波器的輸入端，檢波器的輸出端接入鑒零電路輸入端，再將檢測(cè)電壓信號(hào)的鑒零電路的輸出端接入“異或”門電路的輸入端，將檢測(cè)電流信號(hào)的鑒零電路的輸出端與地址控制信號(hào)共同接入一個(gè)與門，并將與門電路的輸出端接入“異或”門電路的另一個(gè)輸入端，最后將“異或”門電路的輸出端接入單片機(jī)。
9.如權(quán)利要求4或5所述的單片機(jī)多功能數(shù)字式電度表，其特征在于增設(shè)一個(gè)語音報(bào)警電路，是采用T6668-1型功能板，將T6668語音芯片的11腳輸出電位器的滑動(dòng)端接入多路開關(guān)的一路輸入端，多路開關(guān)的多路輸出端分別通過功率放大器接入用戶家中的揚(yáng)聲器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用單片機(jī)控制的多功能數(shù)字式電度表，包括電壓、電流輸入傳感元件，電壓、電流檢測(cè)電路，相位差檢測(cè)電路，單片機(jī)及其接口，數(shù)字顯示電路和脫扣控制機(jī)構(gòu)。它既能分時(shí)計(jì)量峰值電度和低谷電度，又能同時(shí)計(jì)量有功電度和無功電度，并可設(shè)超負(fù)荷、超指標(biāo)等控制和報(bào)警，具有功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/30GK1120168SQ9511002
公開日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1995年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月26日
發(fā)明者程鐘禹 申請(qǐng)人:程鐘禹