专利名称：电能表双费计度器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能表双费计度器，尤指一种主要作为双费率电能表中记录用户用电量之用的计度器。
背景技术：
计度器在日常的电度表中，已得到了广泛的应用，不管是电子表或是机械表，其优点是清楚、简单、可靠、准确及成本低，其结构一般由计度器支架、字轮、驱动字轮的驱动器件及驱动器件的控制电路组成。
目前常用的驱动字轮的驱动器件大致有三种1)、继电器；2)、单脉冲步进电机；3)、上海双复率表用的永磁式爪极步进电机，在使用过程中，它们各有千秋；例如第一、二种的可靠性差，故障率高，所以影响了计数的准确性，第三种步进电机虽然解决了第一、二种存在的问题，但是因为电机和电路的工作电压不同(电机为12伏)，要使电表必须为电机准备12伏的工作电压，同时控制电路复杂，故成本高，单费计度器虽有不少优点，但功能不全。
发明内容
为了克服上述不足之处，本实用新型的主要目的旨在提供一种既可减少电源品种，又能使步进电机输出较大力矩，并能降低计度器成本的装置。
本实用新型要解决的技术问题是要解决双费计度器的驱动字轮的驱动器件的输出力矩，驱动器件的控制电路稳定、可靠及降低成本等问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该装置由计度器支架、字轮、步进电机及驱动器件的控制电路板组成，在计度器支架的一端分别安装有上、下两台步进电机，在计度器支架的内部分别安装有上、下两组字轮，驱动器件的控制电路板安装在计度器支架的内侧中。
所述的电能表双费计度器的驱动器件的控制电路板上安装有控制电路，控制电路由滤波器、倍频器和分配器、转向器、平谷转换器及平谷驱动器组成；滤波器的输出信号与倍频器和分配器的输入端相连接，倍频器和分配器的输出信号与转向器的输入端相连接，转向器的输出信号与平谷转换器的输入端相连接，平谷转换器的输出信号与平谷驱动器的输入端相连接。
所述的电能表双费计度器的滤波器由C1、C2和R1组成滤波电路，倍频器和分配器由IC1、IC2、R2、R3、R4、R5和C3、C4、C5、C6组成，转向器由门电路F33、F34、F35和F36组成，平谷转换器由门电路F43、F43、F45、F46、F47、F48、F49和F410组成，平谷驱动器由三极管T51、T52、T53、T54、T55、T56、T57和T58组成；计数脉冲输入到R1和C1连接处，经C1、R1和C2滤波后，输出到IC1的输入，IC1的一个输出连接IC2的输入，IC1的另一个输出端A与F37、F38的一输入端相连接，另一个输出端B与F33、F35相连接，IC2的一个输出端C与F39、F310的一个输入端相连接，IC2的另一个输出端D与F34、F36的一个输入端相连接，F33、F34的输出并联与F310和F37的一个输入端相连接，F35、F36的输出并联并与F38、F39的一个输入端相连接，它们的输出分别与F43、F47、F44、F48、F45、F49和F46、F410的一个输入相连接，F43、F44、F45、F46和F47、F48、F49、F410的另一个输入端与F41和F42组成的R-S触发器的输出端相连接，受控于N，M的电平；输入脉冲倍频4次，其逻辑控制电路控制步进电机的绕组依次导通，F31和F32组成R-S触发器，以逻辑控制F33、F34、F35和F36的开门和关门电平，控制步进电机的正、反转。
所述的电能表双费计度器的两组字轮的每组有六个字轮，每个字轮的头轮的一端有一个齿数为70的条形齿，并与步进电机啮合，两组字轮分别记录平值和谷值用电的数字。
所述的电能表双费计度器的两台独立工作的步进电机的输出轴上均装有一个齿数为14，模数与头轮70齿相同的摆线齿轮，他们的工作完全受控于各自的控制器控制。
本实用新型的有益效果是适用范围广不仅适用机电表，同时也适用于电子表；抗干扰强能除掉脉宽小于1.5ms以内的干扰脉冲；电机力矩大，增加了2倍，可靠性高；减少电源品种，统一用5伏；驱动级采用开关电路，在无输入计数脉冲情况下，步进电机各绕组均无电流，功耗低，功能全，成本低。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附
图1是本实用新型总体结构示意图；附图2是本实用新型控制电路板的结构示意图；附图3是本实用新型驱动器件的控制电路方框图；附图4是本实用新型控制电路的电路原理图；
附图中标号说明10-计度器支架 50-控制电路；20-字轮 501-滤波器；30-步进电机 502-倍频器和分配器；40-控制电路板 503-转向器；50-控制电路 504-平谷转换器；505-平谷驱动器；具体实施方式
请参阅附图1、2、3、4所示，本实用新型由计度器支架10、字轮20、步进电机30及驱动器件的控制电路板40组成，在计度器支架10的一端分别安装有上、下两台步进电机30，在计度器支架10的内部分别安装有上、下两组字轮20，驱动器件的控制电路板40安装在计度器支架10的内侧中。
所述的电能表双费计度器的驱动器件的控制电路板40上安装有控制电路50，控制电路50由滤波器501、倍频器和分配器502、转向器503、平谷转换器504及平谷驱动器505组成；滤波器501的输出信号与倍频器和分配器502的输入端相连接，倍频器和分配器502的输出信号与转向器503的输入端相连接，转向器503的输出信号与平谷转换器504的输入端相连接，平谷转换器504的输出信号与平谷驱动器505的输入端相连接。
滤波器501由他来辨别信号的真伪，并滤掉脉宽小于1.5ms干扰信号；倍频器和分配器502它把由滤波器送来的计数脉冲倍频4次，调整好所需的脉冲宽度再将它们按A、B、C、D
四路输出。
转向器503主要控制步进电机的顺时针或反时针转向；平谷转换器504当RN1＝时，N＝1，M＝0所以门F43、F44、F45及F46打开；而门F47、F48、F49及F410被关闭；倍频后的计数脉冲从门F43、F44、F45及F46通过；驱动器T55、T56、T57及T58的基极在信号作用下依次道通，故谷值计度器工作。当SN2＝0时M＝1，N＝0这时，门F47、F48、F49及F410打开，而门F43、F44、F45及F46被关闭；此时T51、T52、T53及T54的基极在信号作用下，依次导通，故谷值计度器工作。
平谷驱动器505由于转换器送来的信号功率太小，不能驱动步进电机工作，只有通过驱动器进行功率放大，才能使步进电机工作。
所述的电能表双费计度器的滤波器501由C1、C2和R1组成滤波电路，倍频器和分配器502由IC1、IC2、R2、R3、R4、R5和C3、C4、C5、C6组成，转向器503由门电路F33、F34、F35和F36组成，平谷转换器504由门电路F43、F43、F45、F46、F47、F48、F49和F410组成，平谷驱动器505由三极管T51、T52、T53、T54、T55、T56、T57和T58组成；计数脉冲输入到R1和C1连接处，经C1、R1和C2滤波后，输出到IC1的输入，IC1的一个输出连接IC2的输入，IC1的另一个输出端A与F37、F38的一输入端相连接，另一个输出端B与F33、F35相连接，IC2的一个输出端C与F39、F310的一个输入端相连接，IC2的另一个输出端D与F34、F36的一个输入端相连接，F33、F34的输出并联与F310和F37的一个输入端相连接，F35、F36的输出并联并与F38、F39的一个输入端相连接，它们的输出分别与F43、F47、F44、F48、F45、F49和F46、F410的一个输入相连接，F43、F44、F45、F46和F47、F48、F49、F410的另一个输入端与F41和F42组成的R-S触发器的输出端相连接，受控于N，M的电平；输入脉冲倍频4次后，其逻辑控制电路控制步进电机的绕组依次导通，F31和F32组成R-S触发器，以逻辑控制F33、F34、F35和F36的开门和关门电平，控制步进电机的正、反转。
计数脉冲输入该控制电路板40板后，首先进行判别其真伪，如果该信号不是真正的输入脉冲，则就被滤掉；如果是计数脉冲，该信号再被处理，最后按要求使步进电机分别导通，即使步进电机转动。
所述的电能表双费计度器的两组字轮20的每组有六个字轮，每个字轮的头轮的一端有一个齿数为70的条形齿，并与步进电机啮合，两组字轮分别记录平值和谷值用电的数字。
计度器计数是按100个脉冲来设计。头轮所记数字是1小格为0.01度电，转一周为1度电。
两组字轮分别记录平值和谷值用电的数字，每组有六个字轮，头轮用来记录不满1度电的用电量；当六个字轮全部计满后，表示用电量为99999.9度。每个头轮的一端还有一个齿数为70的条形齿，用以与步进电机啮合，这些字轮都被安装在计度器支架内。
所述的电能表双费计度器的两台独立工作的步进电机30，分别安装在计度器支架10的一端，其输出轴上均装有一个齿数为14，模数与头轮70齿相同的摆线齿轮，他们的工作完全受控于各自的控制器控制，保证了头轮在一个计数脉冲作用转动3.6度。
控制电路50是本实用新型的核心部分，从处理输入计数脉冲开始，脉冲的倍频，分配、双4拍的变换、步进电机30正反转控制、平、谷电机的控制及驱动都由它来完成。
本实用新型的控制过程如下当RN2＝0时，则N＝1，M＝0这时F43、F44、F45、F46的门被打开，信号A′，B′，C′和D′可通过它们；而F47、F48、F49及F410门全部封死；A′，B′，C′和D′信号不能通过这些门，故与之串联的电阻R6、R7、R8和R9所接的三极管T51、T52、T53及T54的基极均无信号输入， 故平值计度器不工作；而信号通过F43、F44、F45及F46后，经过串联电阻R10、R11、R12及R13到达驱动器T55、T56、T57和T58的基极，使这些晶体管道通，与之相连的步进电机30工作，故谷值计度器工作。反之当SN2＝0，M＝1，N＝0所以被打开的门为F47、F48、F49及F410，信号A′B′，C′，D′只能通过F47~F410与之相连的驱动器T51~T54被导通，故平值计度器工作。
本实用新型增加了极少元件，便改变了步进电机的输出力矩增加了 倍，由于是双4拍使步进电机运转更加平稳准确。
另外，只增加了几个门电路，就可以使单费电路变成双费电路，在以上提到的RN2＝0，则只有谷值工作；当SN2＝0时则为平值工作。如果平常试验需要在一个信号作用下，平、谷计度器均工作，则只要将RN2＝0而SN2＝0这样就可以了，所以我们说本实用新型整体成本低。
权利要求1.一种电能表双费计度器，该装置有计度器支架、字轮、步进电机及驱动器件的控制电路板，其特征在于在计度器支架的一端分别安装有上、下两台步进电机，在计度器支架的内部分别安装有上、下两组字轮，驱动器件的控制电路板安装在计度器支架的内侧中。
2.根据权利要求1所述的电能表双费计度器，其特征在于所述的驱动器件的控制电路板上安装有控制电路，控制电路由滤波器、倍频器和分配器、转向器、平谷转换器及平谷驱动器组成；滤波器的输出信号与倍频器和分配器的输入端相连接，倍频器和分配器的输出信号与转向器的输入端相连接，转向器的输出信号与平谷转换器的输入端相连接，平谷转换器的输出信号与平谷驱动器的输入端相连接。
3.根据权利要求2所述的电能表双费计度器，其特征在于所述的滤波器由C1、C2和R1组成滤波电路，倍频器和分配器由IC1、IC2、R2、R3、R4、R5和C3、C4、C5、C6组成，转向器由门电路F33、F34、F35和F36组成，平谷转换器由门电路F43、F43、F45、F46、F47、F48、F49和F410组成，平谷驱动器由三极管T51、T52、T53、T54、T55、T56、T57和T58组成；计数脉冲输入到R1和C1连接处，经C1、R1和C2滤波后，输出到IC1的输入，IC1的一个输出连接IC2的输入，IC1的另一个输出端A与F37、F38的一输入端相连接，另一个输出端B与F33、F35相连接，IC2的一个输出端C与F39、F310的一个输入端相连接，IC2的另一个输出端D与F34、F36的一个输入端相连接，F33、F34的输出并联与F310和F37的一个输入端相连接，F35、F36的输出并联并与F38、F39的一个输入端相连接，它们的输出分别与F43、F47、F44、F48、F45、F49和F46、F410的一个输入相连接，F43、F44、F45、F46和F47、F48、F49、F410的另一个输入端与F41和F42组成的R-S触发器的输出端相连接，受控于N，M的电平；输入脉冲倍频4次，其逻辑控制电路控制步进电机的绕组依次导通，F31、F32组成R-S触发器，逻辑控制F33、F34、F35和F36的开门和关门电平，控制步进电机的正、反转。
4.根据权利要求1所述的电能表双费计度器，其特征在于所述的两组字轮的每组有六个字轮，每个字轮的头轮的一端有一个齿数为70的条形齿，并与步进电机啮合。
5.根据权利要求1所述的电能表双费计度器，其特征在于所述的两台步进电机的输出轴上均装有一个齿数为14，模数与头轮70齿相同的摆线齿轮。
专利摘要一种涉及电能表双费计度器，尤指一种主要作为双费率电能表中记录用户用电量之用的计度器。该装置由计度器支架、字轮、步进电机及驱动器件的控制电路板组成，在计度器支架的一端分别安装有上、下两台步进电机，在计度器支架的内部分别安装有上、下两组字轮，驱动器件的控制电路板安装在计度器支架的内侧中，两组字轮分别记录平值和谷值用电的数字。本实用新型的优点适用范围广，抗干扰强，能除掉脉宽小于1.5ms以内的干扰脉冲；电机力矩大，增加了倍，可靠性高；减少电源品种，统一用5伏；驱动级采用开关电路，功耗低，功能全，成本低。
文档编号G01R11/16GK2677934SQ0321073
公开日2005年2月9日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者钟裕湘 申请人:钟裕湘, 周凤云