专利名称：藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及供一种电表校调装置，特别是一种组装于电子式电表中的藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置。
背景技术：
习知电子式电表，其有效量程(是指电表的有效量测范围)均显相当狭窄，如欲达到具有较大量程并能确保不失真的使用功能，其生产时必须配合使用相当精密昂贵的组件，始能获致此项效果。但是此结果将会造成电子式电表制造成本巨幅提升，故无法普遍性来加以实现。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，提供一种使电表误差变小，进而提高其准确度的安装于电子式电表内的藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置。
本实用新型的藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置是由如下技术方案来实现的。
一种藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是将一可共用的存储器FRAM装设在电子式电表内，以该存储器FRAM做为电表与外部校调设备的沟通界面，该共用存储器FRAM内存有修正值及测量值，并根据外部校调设备所设定的各种试验条件，于外部校调设备读取测量值后，经计算将结果写入修正值内，电表内部微处理芯片U1，则把修正值载入到测量IC U6内的暂存器，然后再由微处理芯片U1，自测量IC U6读出修正过后的电力数据，存放在存储器FRAM U4的测量值栏里，并改变其增益及偏移量，令测量值更接近实际值，使电表误差变小而提高其准确度，藉此在存储器FRAM U4上完成往复测量、比较、修正等资料交换工作，达到自动校调目的。
所述藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是藉由外部校调设备与电表内部微处理芯片U1所共用的存储器FRAM U4，于电表校调时，是先使接线插座S4合上，以隔离内部另一只微处理器U2，使其不对该存储器FRAM产生作用，外部校调设备再经由SO-1插座上的信号线与电表连接，使其与微处理芯片U1均可共享FRAM U4的所有资料。
所述藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是其是将电流分为八段，电压分为四段来进行校调，各段电流及电压修正值是在制造校调时，于取得各段的修正值后，经由电表微处理芯片U1处理，将各段用电条件下的修正值存放在微处理芯片U3 FLASH ROM内，待电表脱离外部校调设备后，该微处理芯片U1即依当时的电压、电流值，分别出各区段，再从微处理芯片U3取出对应的修正值，存入存储器FRAM U4内，微处理芯片U1再从U4取出修正值，载入测量IC U6内，使微处理芯片U6能够正确选用当下所属段数的修正值，而准确测量到当下的电力数据。
所述藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是该SO-1插座是连接外部校调设备与电表的接线端子，其中RWO、RW1、CMD，(RWO、RW1为两只微处理器为共用FRAM所设计的握手式读写信号，CMD是命令码，也是软件在沟通时用。)是作为使外部校调装置的微处理机与电表微处理机U1两者间的握手式协定，使两个微处理机芯片能通过SO-1其他信号，如SI、SO、DIS、CS1、SCK(是动作信号名称，S1为串列输入，SO为串列输出，CS1为IC致能信号，SCK为串列用的时钟信号，DIS为使内部的通讯用微处理机失能用。)等，完成共用存储器FRAM的架构，达到测量值与修正值顺利传递的需要。
本实用新型为藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，主要是将一共用存储器FRAM(Ferroelectric Nonvolatile RAM)装设在电子式电表内，藉此除可被当做电表微处理机程序执行计算之用以外，同时还充当电表与外部校调设备的资料交换介面，外部的校调设备可控制电源供应器产生各种不同的电压电流及两者之间相角，这样的条件即是模拟电表使用在不同的用电条件下，将其所测量的电压、电流、瓦特、伏安值等，与外部标准仪器所量到的做比较，亦即外部的校调设备经由本实用新型的介面装置，读到该只电表在各种情况下的量测值，经由电脑计算，将其误差值再回填到存储器(FRAM)内，电表内的微处理器会将回填到FRAM的修正值，写入电表测量集成电路暂存器内，改变其增益(GAIN)或偏移量(OFF SET)，使其量测值更接近实际值，而达到调整的目的，使电表准确度符合规定。
本实用新型旨在提供一种藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，是藉由共用存储器的方式，根据外部校调设备所设定各种试验条件，来校调电表，然后将其误差值回填到共用的存储器内，使电表误差变小，进而提高其准确度。
本实用新型的特点是1、有关电表各式电压、电流、功率或电能等的调整，都是使用“暂存器”的概念，不同于一般用可变电阻来调整，因此整个电表没有一个可调零件。
2、基于上述的原因，本实用新型是使用“多段式”的校调修正方式，本实施例将电流量程分为八段，电压量程分为四段，使其测量范围非常宽广，同时仍保有一定水准的准确度。
3、采用存储器FRAM，做为电表与外部校调设备的沟通界面，存储器FRAM内存有修正值及测量值。外部校调设备读取测量值后，经计算，结果写入修正值内，电表内部则把修正值载入测量电路，并将其测量结果写入测量值内，如此达到资料交换，自动校调目的。
以下列举具体实施例并配合附图详细说明本实用新型的特征及优点
图1为本实用新型电子式电表结构图及校调示意图。
图2为本实用新型电子式电表的动作原理方块图。
图3为本实用新型的实施例电路图。
图4为本实用新型的电流、电压分段校调图。
图5为本实用新型的LCD显示幕示意图。
具体实施方式
本实用新型所提供的藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置的具体结构如图1所示，是在表壳100与电表底座200之间依序装有LCD显示面板300、数字板及标准光学通讯埠400和电表校调介面9、电表测量转换主机板500。其中数字板及标准光学通讯埠400和电表校调介面9设于同一安装板600上；于电表底座200的上设有电表接线座700；表壳100的前面设有窗口110、光学埠120和复归纽130；光学埠120通过连接器连接电表程序器及读表器800；该电表校调介面9接外部校调设备900上的测量值读取及修正值写入介面15。
图2、图3为本实用新型电子式电表的动作原理方块图及具体电路图。构成本实用新型的电路包括电源1、电压测量输入电路2、超载电流控制电路3、电流测量输入电路4、电力值测量及调校补偿电路5、电力资料测量值及修正值处理6、按键输入及修校开关7、电表基本资料及用电资料储存8、电表校调介面，修正值及测量值储存9、液晶显示控制器10、液晶显示器11、计时器与电池12、光学通讯资料处理13、光学通讯介面14。其中(1)、电源1是由T4及T5两只变压器，取用三相电源的A、C相电压，然后经由二极管D2、D4整流成直流，加在C35、C30两只滤波电容上。U8是开关式稳压IC，其型号为LM2575，其输出经电感L1在电容C31处取得稳定的5V电源，电路图标号5V；再经电感L2及电容C32滤波得到更没有噪声的5V电源，记号为AVDD，做为测量IG专用电源。另外稳压二极管ZD2是作为防止电力突波太大的保护，稳压二极管ZD1、电阻R19、R20、R21及三极管Q2所构成三极管开关电路是做为电源突然低落时，告知微处理器U1及U2用，三极管Q2的集电极接微处理器U1的5脚及U2的12脚，U1是型号为CY8C26443的电子表专用微处理器，U2是型号为CY8C26443的通讯专用微处理器。
(2)、电压测量输入电路2，A相输入电压是由电阻R23与R10、R27、R26分压取得，B相输入电压是由电阻R24与R11、R29、R28分压取得，C相输入电压是由电阻R25与R12、R31、R30分压取得，经R45为测量输入的共地，其中电容C21、C22、C23、C37为输入电压待测信号噪声滤波用。
(3)、超载电流控制电路3，是由三极管Q1组成的晶体管开关和受该开关控制的，分别控制各相分流电路接入的继电器RY1、RY2、RY3，当输入电流超载时，U1经由基极电阻R32使三极管Q1导通，RY1、RY2、RY3得电导通，此时，由R7、R8、R9所构成的分流电路会分别与A、B、C相的电流检测电阻并联，增加量测范围。
(4)、电流测量输入电路4，待测A、B、C相电流分别经过T1、T2、T3三只电流互感器，A相的二次电流在电阻R1及R2上产生压降，再经电阻R13、R14、电容C1、C2滤波接电表测量集成电路U6的5、6脚上，U6的型号是ADE7754；B相的二次电流在电阻R3及R4上产生压降，再经电阻R15、R16、电容C3、C4滤波加在U6的7、8脚上；C相的二次电流在电阻R5及R6上产生压降，再经电阻R17、R18、电容C5、C6滤波加在U6的9、10脚上。
(5)、电力值测量及调校补偿电路5，U6为本实用新型核心测量集成电路，经由前所述超载电流控制电路3、电流测量输入电路4取得待测的电压及电流，并经由内部由暂存器方式所组成的增益(GAIN)及偏移(OFFSET)电路的补偿，可以量测到准确的数据；增益及偏移量的数据，则是由U1所提供(U1则是根据电表校调介面，修正值及测量值储存9，FRAM资料内的修正值)，如果所测结果不够准确，变更U6的增益量及偏移量即可，因此在校调时，外部校调设备会去修改电表校调介面，修正值及测量值储存9，FRAM内的资料，使U6的测量值达到所要求的准确度。其中X1与C19、C20，组成晶体振荡电路，作为U6的工作时基信号，C38、C39为U6测量参考电压滤波电容，使参考电压更稳定。
(6)、电力资料测量值及修正值处理6，U1为本实用新型主要的控制微处理芯片，内部有执行程序，控制整个电表的运作，首先它接受按键输入及修校开关7四只开关的控制，执行不同目的功能，另外本只电表的基本资料如机号、ID码、变成比、密码及所量测到的用电资料，全放在电表基本资料及用电资料储存8的FLASH ROM内(快闪存储器)，电表校调介面，修正值及测量值储存9则是本只电表与外部校调设备的沟通界面，两者共用电表校调介面，修正值及测量值储存9内的存储器FRAM(铁电存储器Ferroelectric NonvolatileRAM)，FRAM除了提供给U1当做程序运算所需的RAM的目之外，最重要的是它储存了测量值及修正值两种资料，亦即U1从FRAM内拿取修正值，载入电力值测量及调校补偿电路5电力值测量及校调补偿IC U6的内部暂存器，而U6所量到的各项测量值，则经由U1再存放在FRAM内，此时外部校调设备可以通过电表校调介面，修正值及测量值储存9的SO-1(编号1的接线插座)，取得FRAM的测量值，并与实际值做比较，经外部电脑计算后，把欲补偿U6的修正值，一样经由SO-1填入FRAM内，往复测量、修正，使得FRAM的测量值与实际相接近，而达到校调目的。
如果输入电流太大，超过电流测量输入电路4所能接受值的上限，U1会控制超载电流控制电路3，内部RY1、RY2、RY3继电器(RELAY)接通，促使电流量程加大，应付超载需求。U1除了可设定电力值测量及调校补偿电路5测量IC的内部暂存器，调整其准确度之外，同时亦从电力值测量及调校补偿电路5读取各种电力资料，如电压、电流、实功率、虚功率、伏安(VA)值、瓦时、乏时、千瓦小时(KVAh)等，并经由液晶显示控制器10来推动液晶显示器11，显示量测结果及状态在液晶显示幕上，另外因为本只电表俱有尖离峰电价功能，因此要有计时器与电池12，进行日期、时间记录，同时备有的锂电池，专用于停电时，继续计数时间。对外的通讯，则由光学通讯资料处理13内另一只微处理机芯片U2来处理，U2与U1共用U4的FRAM，FRAM存有全部经由光学通讯接口所需的输出及输入资料。
(7)、按键输入及修校开关7，内有四只开关S1、S2、S3、S4，其中三只(S1、S2、S3)做为电表在一般运作所需要的控制开关，分别为显示模式切换开关，需量归零复归开关及电表在生产过程中做为测试用的测试开关，另一只开关S4，输出标号DIS，是做为当电表要做校调时，使光学通讯资料处理13内的U2微处理器，暂时不对电表校调介面，修正值及测量值储存9内的FRAM(U4)存取资料，而改由外部校调设备来存取FRAM资料。换句话说，DIS开关在打开(OPEN)时，FRAM是由U1与U2所共用，DIS开关在合上(ON)时，FRAM是由U1与外部校调设备所共用。
(8)、电表基本资料及用电资料储存8，内有一只FLASH ROM(快闪存储器)U3，储存电表基本资料及记录该只电表所有用电资料，以及各段电流、电压的修正值(本实用新型将电流分为八段，电压分为四段(如图4所示))，这些修正值是在工厂制造、校调时，在各种试验条件下的FRAM内的修正值所载入的，当电表脱离外部校调设备后，U1便会依当时的电压、电流值分别出各区段，从U3 FLASH ROM取出对应的修正值，存入FRAM内(U4)，U1再从FRAM(U4)取出，载入测量IC U6内，使U6能够正确选用当下所属的段数的修正值，而准确的测量到当下的电力资料。
(9)、电表校调介面，修正值及测量值储存9，内有一只FRAM，U4是本实用新型的资料交换中心，利用双微处理芯片共用的方式来传递资料，当标号DIS开关S4为开(OPEN)时，FRAM是由U1与U2两只微处理芯片所共用，当DIS开关S4为合(ON)时，FRAM是由U1与外部校调设备的微处理芯片共用(测量值读取及修正值写入介面15)，当电表在工厂校调时，必须使S4为ON，这时外部的校调设备通过SO-1与U1共用FRAM U4，这时FRAM内的测量值是由U1从U6量测IC所取得载入的，外部校调设备则经由SO-1取得测量值，亦即测量值的方向是由U6--U1--U4-SO-1--外部校调设备。同时，FRAM亦存有修正值，这个修正值是来自外部校调设备经过计算后，通过SO-1--U4--U1--U6，在此U4是做为校调资料交换中心。当电表完成校调，脱离外部校调设备后，使DIS开关S4保持开(OPEN)，这时FRAM U4改变为U1与U2两只微处理芯片所共用，这个时候，FRAM存有欲经由光学通讯接口传送的输出资料及由光学通讯接口所接受到的输入资料，输出资料的方向是U1--U4--U2--U9--光学通讯接口。转入资料的方向是，光学通讯接口--U9--U2--U4--U1，于此状态，U4又是光学通讯资料交换中心。
(10)、液晶显示控制器10内的U7(型号为PCF8563的液晶推动集成电路)，其目的就是把U1所欲显示的资料，经由U7的控制及扫描，使之在方块液晶显示LCD1上表现出来。
(11)、液晶显示器11，实施例如图5所示，做为电表主要的显示器，可充分显示电表所有资讯在其显示幕上。
(12)、计时器与电池12，内有计时集成电路U5(型号为PCF8563的时间及日历计数集成电路)，是一只很省电的时钟IC，做为日期、时间来源，并有电池BT1，做为停电时，供应电力给U5继续运作，使时间计算不因为停电而中断。
(13)、光学通讯资料处理13，内含本实用新型第二只微处理芯片IC U2，内部存有光学通讯执行程序，负责电表与外部程序器(或读表器)做双向沟通，U2是与U1共用FRAM(U4)，亦即U1把欲送出的输出资料放在FRAM内(U4)，由U2负责把输出资料，经由LED3送出。同时，U2亦即通过Q4及U9(型号为74HC04的反向器)，接收到输入资料，放在U4上，本电表主要控制微处理芯片U1与U2共用U4，因此自然也可取得U4上的输入资料，亦即经由U1与U2共用U4的结构，使U2很简捷方便就完成了通讯任务，达到分担U1工作量的目的。
(14)、光学通讯介面14，内有光电转换零件，输出信号(图中符号TXD)，推动LED3(红外线管)，其中串联电阻R42为限流电阻，输入信号则是经由光电转换器Q4，经U9整形(图中符号RXD)，接到U2。另外做为与外部校调比对的瓦时脉冲信号(图中符号PULSE)，经由Q3推动LED1(可见红光)及LED2(红外线光)，R33及R34分别为限流电阻，LED1装在电表前面板，在用电时可由外部看到闪烁，而LED2装在侧边，方便瓦时校调之用。
(15)、测量值读取及修正值写入介面15，是为了便于解说原理，并不存在于电表内，其作用如同光学通讯资料处理13，U2一样，当方块15及SO-1连接时，U1与测量值读取及修正值写入介面15共用电表校调介面，修正值及测量值储存9的FRAM，共享有FRAM(U4)内的所有记录资料，也就是通过这样的结构，使得外部校调设备可以读到电表所量测到的数据，而外部校调设备亦会经由其他更精密的设备测量到更准确的数据，电脑比对这两种数据后，会计算出一个修正值，测量值读取及修正值写入介面15便通过SO-1把修正值填入FRAM内(U4)，进而由U1把修正值载入到测量IC U6内，使U6量测更准确。外部校调设备重复经由以上所描述这样的作用，便可以把八段电流、四段电压的各段修正值全部填在FRAM内，而U1则将各段的修正值转存在U3，FLASH ROM内保存，当电流及电压符合某段条件时，U1便把某段的修正值自U3取出，载入U4(FRAM)来使用，而达到宽量程、高准确度的要求。
上述所揭的藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，仅为本实用新型较佳实施例，但是其并非用以限定本案技术范围，举凡其他等效应用或基于前项技术手段所为结构上的简易变更或置换，自仍包含于本案的权利要求中。
综上所述，诚可见此项藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置设计，其整体组成确属新颖，并以最简单且成本较低廉的方式来完成电子式电表预期准确度全自动修校目的，故已具显著实用性无讹。
权利要求1.一种藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是将一可共用的存储器FRAM装设在电子式电表内，以该存储器FRAM做为电表与外部校调设备的沟通界面，该共用存储器FRAM内存有修正值及测量值，并根据外部校调设备所设定的各种试验条件，于外部校调设备读取测量值后，经计算将结果写入修正值内，电表内部微处理芯片U1，则把修正值载入到测量IC U6内的暂存器，然后再由微处理芯片U1，自测量IC U6读出修正过后的电力数据，存放在存储器FRAM U4的测量值栏里，并改变其增益及偏移量，令测量值更接近实际值，使电表误差变小而提高其准确度，藉此在存储器FRAM U4上完成往复测量、比较、修正等资料交换工作，达到自动校调目的。
2.根据权利要求1所述藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是藉由外部校调设备与电表内部微处理芯片U1所共用的存储器FRAMU4，于电表校调时，是先使接线插座S4合上，以隔离内部另一只微处理器U2，使其不对该存储器FRAM产生作用，外部校调设备再经由SO-1插座上的信号线与电表连接，使其与微处理芯片U1均可共享FRAM U4的所有资料。
3.根据权利要求1所述藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是其是将电流分为八段，电压分为四段来进行校调，各段电流及电压修正值是在制造校调时，于取得各段的修正值后，经由电表微处理芯片U1处理，将各段用电条件下的修正值存放在微处理芯片U3 FLASH ROM内，待电表脱离外部校调设备后，该微处理芯片U1即依当时的电压、电流值，分别出各区段，再从微处理芯片U3取出对应的修正值，存入存储器FRAM U4内，微处理芯片U1再从U4取出修正值，载入测量IC U6内，使微处理芯片U6能够正确选用当下所属段数的修正值，而准确测量到当下的电力数据。
4.根据权利要求2所述藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，其特征是该SO-1插座是连接外部校调设备与电表的接线端子，其中RWO、RW1、CMD，是作为使外部校调装置的微处理机与电表微处理机U1两者间的握手式协定，使两个微处理机芯片能通过SO-1其他信号，如SI、SO、DIS、CS1、SCK等，完成共用存储器FRAM的架构，达到测量值与修正值顺利传递的需要。
专利摘要一种藉共用存储器传递校调参数的电表校调装置，是专供使用于电子式电表，主要是藉共用存储器来达成自动修校目的，使电子式电表于调整后可获预期准确度，经由此项装置运用，其外部的校调设备，可经由校调装置读取被测电表所量测的各项数据，并与外部更精密的标准仪器做比对，进而再将其误差修正值也同样经由此校调装置传给电表做误差调整，直到外部精密的标准仪器所量测的值，与本只被试电子式电表所量测到的值，误差小于我们所期望的值以内为止。
文档编号G01R35/04GK2632686SQ0326495
公开日2004年8月11日 申请日期2003年6月5日 优先权日2003年6月5日
发明者李政良 申请人:李政良