专利名称：智能卡式节能保护型电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电测量仪器。
目前，我国工业和民用电度表均为机械感应式电度表，由于存在精确度低、人工抄表计费、费工、费时等缺点，因此国内外的很多人都先后提出用智能卡式的电度表来取代传统电度表，由于种种原因各种智能卡式的电度表都末能实施。专利号为94201927·X的名为电量予收费电表，该电表是由机械计量装置、电子计量装置、执行机构、报警器、控制装置和用户卡构成的。用户卡为E2PROM，控制装置采用8031单片机。用户卡E2PROM为2817A。用户在用电过程中，电子计量装置通过机械计量装置测量用户的使用电量，使用电量由单片机写回用户卡中并对用户的予收费电量进行递减，当予收费电量递减到一定值时、由执行机构报警，提醒用户购买新卡，当予收费电量递减到零时，由执行机构切断电网与用户电器的连接。这种电量予收费电表的优点是可用于电力部门对整个电网的宏观控制及每个用户的微观管理，并对用户卡重新填写密码值和予收费电量值。由于该装置中采用8031单片机，使得该装置的功能少，并且该装置的结构也比较复杂。
本实用新型的目的是实现一种智能卡式节能保护型电度表，该装置体积小、灵敏度高、抗干扰、功能多。
本实用新型的要点是，该智能卡式节能保护型电度表是采用89C51单片机对用电进行智能管理和防护的装置。该装置是在标准电度表的基础上加装89C51单片机，从而大大提高用电的管理质量和供电的安全和效率。
以下结合附图进行详细说明。
图1为智能卡式节能保护型电度表的电路图图2为光耦接收电量信号的示意图如图1所示，智能卡式节能保护型电度表包括有标准电度表61、光耦62、单片机、IC卡座、单片机的电源电路，所述单片机为89C51，采用所述光耦62接收所述标准电度表61的电量信号，并通过所述光耦62的输出端与该89C51单片机的引脚12连接，以对该89C51单片机输入电量信号，所述IC卡座的引脚2、3、4、5、6、7、8分别与该89C51单片机的引脚6、7、8、1、2、3、4连接，以对所述IC卡座所储存的予收费电量进行削减；在所述标准电度表61的原负载输出端63连接的连接线65上串接可控硅SCR，该89C51单片机的引脚32接该可控硅SCR的控制极，以输出控制信号。当智能卡式节能保护型电度表工作时，由光耦62采集用电电量送入89C51单片机内进行计算，并对IC卡座所储存的予收费电量进行削减，当削减为零时，可控硅SCR关断，用户可更换新卡。用户可拿IC卡到用电管理部门缴费后重新填写予收费电量值。
如图2所示，光耦可采用发光二极管D5进行红外线发射，采用三极BG1进行红外线接收，由电度表盘74的转轴75上的遮光片76进行遮光。
如图1所示，所述89C51单片机的引脚21、22、23分别连接高收费指示灯LED1、低收费指示灯LED2、收费指示灯LED3。89C51单片机在计价时采用两种计价系数，即高峰用电系数和非高峰用电系数。高峰用电时，89C51单片机在计价时乘以高峰用电系数，并且收费指示灯(黄色)LED3、高收费指示灯(红色)LED1亮；非高蜂用电时，89C51单片机在计价时乘以非高蜂用电系数，并且收费指示灯(黄色)LED3、低收费指示灯(绿色)LED2亮，这样用高峰大电流高收费、非高峰小电流收费的两种收费价额来引导用户进行节能消费，从而达到节能的效果。
该装还采用多种安全用电的保护措施。
如图1所示，所述标准电度表61的原负载输出端63连接的连接线65和原负载输出端64连接的连接线66上装有高频滤波器，该高频滤波器是由线圈L1、L2和电容C1所组成，所述线圈L1、L2串接在所述连接线65上，所述电容C1的一端接所述线圈L1、L2的连接点上，其另一端接所述连接线66。
如图1所示，所述连接线65和连接线66之间接有压敏元件67。
如图1所示，所述连接线66旁设有电流传感器L3，该电流传感器L3的一端和所述89C51单片机的引脚33连接。
当电网出现高频干扰和雷电干扰时，该装置经过抗高频辐射高频滤波器，大电流过压吸收器压敏元件进行保护。当供电线路出现过压强电时，89C51单片机迅速关断无触点继电器可控硅SCR，对用户电器设备进行保护，当用户用电发生超负荷式短接时，可控硅SCR及时关断，可以保护用户人身安全。
如图1所示，本实用新型的所述单片机的电源电路是由环形变压器B和桥式整流电路D1-D4所组成，所述环形变压器B的原线圈的两端分别接连接线65和连接线66，所述桥式整流电路D1-D4的电源输出端V+和所述89C51单片机的引脚31连接。
用户所使用的IC卡的型号为AT88SC101、AT88SC102、AT88SC200等等，本产品中的IC卡座的型号为AMP1024。
如图1所示，标准电度表的电源输入端69、70、为该装置的电源输入端，该装置的负载输出端71、72分别为连接线65、66的另一端。标号73为用户的负载。
本实用新型由于采用了89C51单片机分别对电压、电流采样，并控制无触点继电器及时关断，其原理不同于熔丝保险热烧毁的原理，所以供电通断转换时间可在12ms内完成，从而大大提高了用电的安全可靠性。本装置不但对用电进行IC卡收费，而且还对用电施实高峰用电高收费和非高峰用电低收费的管理，起到节能作用。该装置对超负荷用电和负载短接进行保护性断电，当用电恢复正常后自动恢复供电。本装置可防止高频干扰和雷电干扰，对用户使用微机、音响、录象机、电视机等现代电气化设备起到良好的保护作用，同时也防止用户对市电电网的污染。本装置在今后现代化的家庭中将会受到人们的广泛欢迎。
权利要求1.一种智能卡式节能保护型电度表，该装置包括有标准电度表(61)、光耦(62)、单片机、IC卡座、单片机的电源电路，其特征在于所述单片机为89C51，采用所述光耦62接收所述标准电度表61的电量信号，并通过所述光耦62的输出端与该89C51单片机的引脚(12)连接，以对该89C51单片机输入电量信号，所述IC卡座的引脚(2、3、4、5、6、7、8)分别与该89C51单片机的引脚(6、7、8、1、2、3、4)连接，以对所述IC卡座所储存的予收费电量进行削减；在所述标准电度表61的原负载输出端63连接的连接线65上串接可控硅SCR，该89C51单片机的引脚(32)接该可控硅SCR的控制极，以输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的智能卡式节能保护型电度表，其特征在于所述89C51单片机的引脚(21、22、23)分别连接高收费指示灯LED1、低收费指示灯LED2、收费指示灯LED3。
3.根据权利要求1或2所述的智能卡式节能保护型电度表，其特征在于所述标准电度表61的原负载输出端(63)连接的连接线(65)和原负载输出端(64)连接的连接线(66)上装有高频滤波器，该高频滤波器是由线圈L1、L2和电容C1所组成，所述线圈L1、L2串接在所述连接线65上，所述电容C1的一端接所述线圈L1、L2的连接点上，其另一端接所述连接线(66)。
4.根据权利要求3所述的智能卡式节能保护型电度表，其特征在于所述连接线65和连接线66之间接有压敏元件(67)。
5.根据权利要求4所述的智能卡式节能保护型电度表，其特征在于所述连接线(66)旁设有电流传感器L3，该电流传感器L3的一端和所述89C51单片机的引脚(33)连接。
6.根据权利要求5所述的智能卡式节能保护型电度表，其特征在于所述单片机的电源电路是由环形变压器B和桥式整流电路D1-D4所组成，所述环形变压器B的原线圈的两端分别接连接线(65)和连接线(66)，所述桥式整流电路D1-D4的电源输出端V+和所述89C51单片机的引脚(31)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电测量仪器，本装置包括有标准电度表、光耦、89C51单片机、IC卡座、单片机的电源电路，采用光耦接收标准电表的电量信号并输入到89C51单片机中，由89C51单片机对IC卡座所储存的预收费电量进行削减。本装置还对用电实施高峰用电高收费和非高峰用电低收费的管理，有节能作用。本装置还设有高频滤波器、压敏器件、电流传感器、无触点继电器，可对超负荷用电和负载短接进行保护性断电，并可防止高频干扰和雷电干扰。
文档编号G01R11/56GK2218930SQ94247480
公开日1996年1月31日 申请日期1994年12月17日 优先权日1994年12月17日
发明者高林平, 杜雄豪 申请人:北京市大高电子技术研究所