專利名稱：一種智能電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是電量計量用儀表，尤其是一種可分時計量和限制電量的智能電度表。
我國目前普遍采用的用電計量電度表，仍然是機(jī)械結(jié)構(gòu)的電磁式電度表。在八十年代，國外在工業(yè)用電戶中推行電鑰匙電度表，用以達(dá)到預(yù)付電費的目的，但是，這種結(jié)構(gòu)的電度表造價過高，難以推廣。進(jìn)入九十年代后，我國開始研制電卡式預(yù)付費電度表，但均是在原機(jī)械結(jié)構(gòu)的電度表上進(jìn)行改進(jìn)，多少還都保留一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，沒有從根本上去掉機(jī)械轉(zhuǎn)動。故也必然存在原機(jī)械結(jié)構(gòu)電度表所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計量誤差大的問題。
本實用新型的目的，就是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，而提供一種無任何機(jī)械轉(zhuǎn)動部分，計量準(zhǔn)確、使用安全方便、生產(chǎn)成本較低，并具有分時計量和限制用電電量的智能電度表技術(shù)方案。
為能清楚說明本方案的結(jié)構(gòu)特點，現(xiàn)通過一具體實施例，并結(jié)合其附圖，對本方案的具體技術(shù)特征進(jìn)行詳細(xì)闡述。


如下圖1為本實用新型實施例的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的右視示意圖；圖3為本實用新型實施例的電氣線路圖。
由附圖中可以看出，本方案有一個帶有接線盒1的外殼2并在其面板上部開有顯示窗口5，在面板下部裝有卡座J，另在外殼2的面板上還裝有顯時按鈕K1、顯電按鈕K2與顯時指示燈D6、顯電指示燈D7、顯峰指示燈D8、顯谷指示燈D9和顯平指示燈D10。在外殼2的內(nèi)腔則裝有檢測電路板3和控制顯示電路板4。在檢測電路板3上由電子元件構(gòu)成輸出+5V、+8V、-8V的常規(guī)電源電路及檢測電路，在控制顯示電路板4上由單片微機(jī)、集成電路和數(shù)字顯示器件構(gòu)成控制運算電路及常規(guī)的數(shù)字顯示電路。所述的檢測電路是輸入的Va、Vb、Vc三相電壓的電壓隔離傳感器B1、B2、B3的輸出中一端接地，另一端分別接模擬開關(guān)組件IC1的1、5、2腳，提供電壓的隔離采樣。Ia、Ib、Ic三相用電電流的電流隔離傳感器H1、H2、H3的輸出中一端接地，另一端分別接模擬開關(guān)IC1的12、14、15腳，提供用電電流的隔離采樣。若作為單相電度表使用，則只需使用一個電壓隔離傳感器和一個電流隔離傳感器。所述的電壓隔離傳感器B1、B2、B3均是由一隔離變壓器B其次級并接在電位器W1兩端，其中有一端接地，W1的動端為輸出構(gòu)成。所述的電流隔離傳感器H1、H2、H3均是由一隔離互感器H其次級并接在電位器W2兩端，其中有一端接地，W2的動端為輸出構(gòu)成。模擬開關(guān)IC1的6、8、4腳接地，16腳接+8V，7腳接-8V，10、9腳對應(yīng)接單片微機(jī)IC8的6、7腳， IC1的3腳接IC2的1腳和IC3的6腳，IC1的13腳接IC7的1腳和IC5的3腳。集成電路IC2的3腳接電源-8V，14腳接電源+8V，7腳經(jīng)電容C2接地同時經(jīng)電阻R1接8腳再經(jīng)電容C3接6腳，而6腳接IC8的43腳，IC2的9腳經(jīng)電位器W3接-8V，W3的動點經(jīng)電容C1接4腳，構(gòu)成電壓有效值轉(zhuǎn)換電路。線性放大器IC3的5腳接地，6腳經(jīng)并聯(lián)的正、反向二極管D1、D2接地，輸出的7腳接D觸發(fā)器IC4的2腳和IC6的1腳，IC4輸出的5腳接IC8的5腳，組成電壓、電流相位判別電路。線性放大器IC5的2腳接地，3腳經(jīng)并聯(lián)的正、反向二極管D3、D4接地，輸出的1腳接IC6的2腳和IC4的3腳，IC6輸出的3腳經(jīng)串聯(lián)的電阻R2和R3接IC8的44腳同時經(jīng)電容C8接地，電阻R2和R3的接點處接一電容C7后接地，組成相位-電壓轉(zhuǎn)換電路。集成電路IC7的3腳接-8V，14腳接+8V，7腳經(jīng)電容C6接地同時經(jīng)電阻R4接8腳再經(jīng)電容C9接6腳，而6腳又接IC8的42腳，IC7的9腳經(jīng)電位器W4接-8V，W4的動點經(jīng)電容C10接4腳，構(gòu)成用電電流有效值轉(zhuǎn)換電路。上述的檢測電路中所用的集成電路，IC1是型號為CD4052的模擬開關(guān)，IC2和IC7是型號為AD536的有效值直流轉(zhuǎn)換器，IC3和IC5是共用一個型號為LM324的線性放大器，IC4是型號為74HC74的D觸發(fā)器，IC6是型號為74HCT86的門電路。所述的控制運算電路是單片微機(jī)IC8的38腳接+5V，37腳接地，25、26、27、28、29、30、31、32腳分別對應(yīng)接IC9的8、7、14、13、3、4、17、18腳同時接IC10的19、18、17、16、15、13、12、11腳和IC11的11、10、9、8、7、6、5、4腳，IC8的33腳接IC10的22腳和IC11的13腳，IC8的34腳接IC9的11腳和IC11的14腳，IC8的33腳還接卡座J的5腳、14腳接J的8腳、10腳接J的7腳、9腳接J的10腳、8腳接J的9腳、2腳接J的12腳同時接數(shù)顯電路IC12的13腳和IC13的13腳、1腳接J的11腳同時接IC12的5腳和IC13的5腳，而J的15和16腳接+5V，13和14腳接地，IC8的17腳接門電路M2的9腳，M2的10腳接地，8腳接IC13的12腳，IC8的20、21、22、23、24腳對應(yīng)接IC10的2、23、21、24、25腳，IC8的13腳接門電路M1的4腳，M1的5腳接地，6腳經(jīng)電阻R5接三極管T1的基極，T1的射極接地集極經(jīng)并聯(lián)的電感L和二極管D5接+8V，IC8的3腳經(jīng)電阻R7接+5V同時接顯時按鈕K1的一端，K1的另一端接地，IC8的4腳經(jīng)電阻R6接+5V同時接顯電按鈕K2的一端，K2的另一端接地，IC8的35、36兩腳并接一晶體震蕩器Z和串聯(lián)的電容C4、C5，在C4和C5的連接端接地，提供微機(jī)的時鐘基頻。在該控制運算電路中所用的集成電路，IC8是型號為8098自身帶有模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的單片微機(jī)芯片，也可以用型號為8398的芯片，IC9是型號為74HCT373的鎖存器，IC10是型號為27C64的存儲器，IC11是型號為CS1287的非易失性時鐘芯片，M1和M2是型號為74HCT86的門電路。本方案所用的數(shù)字顯示電路是采用常規(guī)的數(shù)顯電路，共用六位數(shù)字顯示，由型號為MC14499的兩個計數(shù)器IC12和IC13驅(qū)動兩個型號為WD336的四位數(shù)字顯示器S1和S2，由于是六位數(shù)，故S2只用兩位，而IC13的多余部分用于驅(qū)動面板上的各指示燈。外殼面板上共有五個由發(fā)光二極管構(gòu)成的指示燈，用于標(biāo)明數(shù)字顯示的是時間、峰、谷、平電量的某一參數(shù)。各指示燈的電路連接為，所述的顯時指示燈D6是IC13的a端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D6和電阻R8接+5V；所述的顯電指示燈D7是IC13的b端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D7和電阻R9接+5V；所述的顯峰指示燈D8是IC13的c端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D8和電阻R10接+5V；所述的顯谷指示燈D9是IC13的d端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D9和電阻R11接+5V；所述的顯平指示燈D10是IC13的e端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D10和電阻R12接+5V。本方案所用的供電電源有+5V、+8V和-8V，是采用常規(guī)的整流濾波電路經(jīng)型號為7805的電源組件提供+5V電源，經(jīng)型號為7808的電源組件提供+8V電源，經(jīng)型號為7908的電源組件提供-8V電源。
本方案對輸入的電壓和用電電流經(jīng)隔離傳感器采樣，經(jīng)電壓和電流的有效值轉(zhuǎn)換，將有效值變?yōu)橹绷麟妷盒盘?，同時采樣信號又經(jīng)過過零檢測出過零信號一路經(jīng)相位判別電路產(chǎn)生電壓-電流的超前、滯后信號，一路經(jīng)相位-電壓轉(zhuǎn)換電路將電壓、電流相位差轉(zhuǎn)換為電壓信號，將檢測出的這些信號輸給單片微機(jī)，經(jīng)單片微機(jī)自身的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器將電流、電壓和相位信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量。計算機(jī)將多次采樣的電流、電壓和相位值進(jìn)行數(shù)字濾波，計算有功功率等處理，計算出用電量，根據(jù)所設(shè)定的峰、谷、平用電時限，顯示其用電量并存儲在各自的存儲單元，計算機(jī)將已用電量與所購電量進(jìn)行比較，當(dāng)已用電量達(dá)到所購電量的90％時即發(fā)出閃光報警，提醒用戶購買補充電量，否則，用電量達(dá)到購買電量值時，即會自動斷開用戶供電電路。在本方案中計時電路采用的是非易失性時鐘芯片，自身具有掉電保護(hù)電路，在供電線路斷電及長期停電的情況下仍能正確記錄時間，保證電源啟、停時電量、電向等參數(shù)不被破壞。在本方案中有接受用戶智能卡的卡座，通過用戶智能卡可實現(xiàn)先購電后用電，并可做到峰、谷、平分時計費，另外，還可將用戶的用電信息由用戶智能卡帶回電管部門，實現(xiàn)科學(xué)管理。由此可見，本實用新型不存在任何機(jī)械轉(zhuǎn)動部分，而且計量準(zhǔn)確、使用安全可靠、制造成本也低，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其效果是顯而易見的。
權(quán)利要求1.一種智能電度表，主要是由帶有接線盒[1]的外殼[2]并在其面板上部開有顯示窗口[5]，在面板下部裝有卡座J，而在外殼[2]的內(nèi)腔裝有檢測電路、控制運算電路及顯示電路所組成，其特征是在外殼[2]的面板上還裝有顯時按鈕K1、顯電按鈕K2與顯時指示燈D6、顯電指示燈D
7.顯峰指示燈D8、顯谷指示燈D9和顯平指示燈D10，在外殼[2]的內(nèi)腔則裝有檢測電路板[3]和控制顯示電路板[4] ；在檢測電路板[3]上由電子元件構(gòu)成輸出+5V、+8V、-8V的電源電路及檢測電路，在控制顯示電路板[4]上由單片微機(jī)、集成電路和數(shù)字顯示器件構(gòu)成控制運算電路及數(shù)字顯示電路；所述的檢測電路是輸入的Va、Vb、Vc三相電壓的電壓隔離傳感器B1、B2、B3的輸出中一端接地，另一端分別接模擬開關(guān)組件IC1的1、5、2腳，而Ia、Ib、Ic三相用電電流的電流隔離傳感器H1、H2、H3的輸出中一端接地，另一端分別接IC1的12、14、15腳，IC1的6、8、4腳接地，16腳接+8V，7腳接-8V，10、9腳對應(yīng)接單片微機(jī)IC8的6、7腳，IC1的3腳接IC2的1腳和IC3的6腳，IC1的13腳接IC7的1腳和IC5的3腳，集成電路IC2的3腳接電源-8V，14腳接電源+8V，7腳經(jīng)電容C2接地同時經(jīng)電阻R1接8腳再經(jīng)電容C3接6腳，而6腳接IC8的43腳，IC2的9腳經(jīng)電位器W3接-8V，W3的動點經(jīng)電容C1接4腳；線性放大器IC3的5腳接地，6腳經(jīng)并聯(lián)的正、反向二極管D1、D2接地，輸出的7腳接IC4的2腳和IC6的1腳，IC4輸出的5腳接IC8的5腳；線性放大器IC5的2腳接地，3腳經(jīng)并聯(lián)的正、反向二極管D3、D4接地，輸出的1腳接IC6的2腳和IC4的3腳，IC6輸出的3腳經(jīng)串聯(lián)的電阻R2和R3接IC8的44腳同時經(jīng)電容C8接地，電阻R2和R3的接點處接一電容C7后接地；集成電路IC7的3腳接-8V，14腳接+8V7腳經(jīng)電容C6接地同時經(jīng)電阻R4接8腳再經(jīng)電容C9接6腳，而6腳又接IC8的42腳，IC7的9腳經(jīng)電位器W4接-8V，W4的動點經(jīng)電容C10接4腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于所述的控制運算電路是單片微機(jī)IC8的38腳接+5V，37腳接地，25、26、27、28、29、30、31、32腳分別對應(yīng)接IC9的8、7、14、13、3、4、17、18腳同時接IC10的19、18、17、16、15、13、12、11腳和IC11的11、10、9、8、7、6、5、4腳，IC8的33腳接IC10的22腳和IC11的13腳，IC8的34腳接IC9的11腳和IC11的14腳，IC8的33腳還接卡座J的5腳、14腳接J的8腳、10腳接J的7腳、9腳接J的10腳、8腳接J的9腳、2腳接J的12腳同時接數(shù)顯電路IC12的13腳和IC13的13腳、1腳接J的11腳同時接IC12的5腳和IC13的5腳，而J的15和16腳接+5V，13和14腳接地，IC8的17腳接門電路M2的9腳，M2的10腳接地，8腳接IC13的12腳，IC8的20、21、22、23、24腳對應(yīng)接IC10的2、23、21、24、25腳，IC8的13腳接門電路M1的4腳，M1的5腳接地，6腳經(jīng)電阻R5接三極管T1的基極，T1的射極接地集極經(jīng)并聯(lián)的電感L和二極管D5接+8V，IC8的3腳經(jīng)電阻R7接+5V同時接顯時按鈕K1的一端，K1的另一端接地，IC8的4腳經(jīng)電阻R6接+5V同時接顯電按鈕K2的一端，K2的另一端接地，IC8的35、36兩腳并接一晶體震蕩器Z和串聯(lián)的電容C4、C5，在C4和C5的連接端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于所述的顯時指示燈D6是IC13的a端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D6和電阻R8接+5V；所述的顯電指示燈D7是IC13的b端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D7和電阻R9接+5V；所述的顯峰指示燈D8是IC13的c端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D8和電阻R10接+5V；所述的顯谷指示燈D9是IC13的d端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D9和電阻R11接+5V；所述的顯平指示燈D10是IC13的e端接串聯(lián)的發(fā)光二極管D10和電阻R12接+5V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于所述的電壓隔離傳感器B1、B2、B3均是由一隔離變壓器B其次級并接在電位器W1兩端，其中有一端接地，W1的動端為輸出構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于所述的電流隔離傳感器H1、H2、H3均是由一隔離互感器H其次級并接在電位器W2兩端，其中有一端接地，W2的動端為輸出構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于所述的檢測電路中所用的集成電路，IC1是型號為CD4052的模擬開關(guān)，IC2和IC7是型號為AD536的有效值直流轉(zhuǎn)換器，IC3和IC5是共用一個型號為LM324的線性放大器，IC4是型號為74HC74的D觸發(fā)器，IC6是型號為74HCT86的門電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電度表，其特征在于所述的控制運算電路中所用的集成電路，IC8是型號為8098自身帶有模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的單片微機(jī)芯片，也可以用型號為8398的芯片，IC9是型號為74HCT373的鎖存器，IC10是型號為27C64的存儲器，IC11是型號為CS1287的非易失性時鐘芯片，M1和M2是型號為74HCT86的門電路。
專利摘要本實用新型提供了一種可分時計量、限制用電的智能電度表技術(shù)方案。該方案的特點是在外殼面板上開有顯示窗口，并裝有顯時、顯電按鈕和顯時、顯電、顯峰、顯谷、顯平指示燈與可接受用戶智能卡的卡座，在外殼內(nèi)裝有檢測電路板和控制顯示電路板，在檢測電路板上由電子元件組成提供+5V、+8V和-8V的供電電源及檢測電路，在控制顯示電路板上由單片微機(jī)和集成電路及數(shù)顯器件組成控制運算電路和數(shù)字顯示電路。
文檔編號G01R22/00GK2258280SQ9622824
公開日1997年7月23日 申請日期1996年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者張玉林, 李博, 宋全榮, 劉鴻波 申請人:宋全榮, 張玉林, 李博