专利名称：一种单相电子式电能测量装置的制作方法
技术领域：
一种单相电子式电能测量装置技术领域[0001]本实用新型属于测量器械的技术领域，特别涉及一种高精度的电能测量技术领 域。
背景技术：
[0002]现今社会对于家电产品及IT类电子产品有着很大的需求，促使了电力工业需要 的不断增加发电、供电量来满足发展的需求，而能源问题是制约这一切发展的因素，世 界能源缺乏的问题日益严重，有很多国家甚至需要从国外进口能源，这已经成为限制部 分国家发展的一个重要的部分。[0003]电能计量装置的精确，对减少发电供电和用电过程中的能耗、达到预期的节能 减排的经济指标、创造更多的经济效益有着非常大的意义。所以，高精度的电子式电能 表被电能表市场迫切需求。[0004]现有的技术是在电能表对于电压和电流进行采样后，于计量电路的前端采样部 分建立一个电阻校正网络，通过对电阻网络的阻值调整，完成对误差的校正。此技术的 弊端在于，误差校正的时间比较长，并且需要使用电烙铁将两个不连接的焊点的焊锡连 起来从而控制线路、调节误差，此校正方式积累的静电可能会损坏集成芯片，且不易实 施，对于工艺要求较高，同时也无法完全保证校表的准确性，难以达到预期的节能减排 的经济指标，故急需一种新的技术弥补上述的缺陷。实用新型内容[0005]本实用新型解决的技术问题是，由于现有技术采用的工艺方式的不合理，而导 致的电能表的校表工作难以实施，工艺要求较高，难以保证校表的精准度，无法达到预 期的技术效果的问题，进而提供了一种优化工艺及电路结构的单相电子式电能测量装置。[0006]本实用新型所采用的技术方案是，一种单相电子式电能测量装置，所述测量装 置包括[0007]用于将电网上的电压、电流等模拟信号采样计算成能量后用数字处理器转换成 高频数字信号并输出的计量单元；[0008]用于接收计量单元输出的高频数字信号并对信号进行累计计算形成电量的处理 单元；[0009]用于为计量单元和处理单元提供工作电源的供电单元；[0010]用于显示处理单元处理后的电能数据信息的显示单元；[0011]所述供电单元与计量单元电连接，所述供电单元与处理单元电连接，所述计量 单元与处理单元通信连接，所述处理单元与显示单元通信连接，所述处理单元包括用于 自动校正并控制电路的串口自动校表装置、用于对电表的误差进行测量的电表检验装置 和用于分析处理计量单元所提取的电量的微处理器；所述串口自动校表装置与微处理器3通信连接，所述电表检验装置与微处理器通信连接。[0012]优选地，所述串口自动校表装置包括电阻(R20)、电容(C20)和串行接口 (CONl)，所述电阻(R20) —端连接高电平，另一端分别接至电容(C20)和串行接口(CONl)的1号端口，电容(C20)的另一端接地；串行接口(CONl)的2号端口 接高电平，3号端口接地，串行接口(CONl)的4、5和6号端口分别接至微处理器。[0013]优选地，所述电表检验装置包括电阻(R27)和电阻(R28)、光耦合器 (El)和电容(C25)，所述电阻(R27) —端接高电平，另一端接至微处理器，电阻 (R28) —端接至高电平，另一端接至光耦合器(El)的输入端，电容(C25)两端分别接至光耦合器(El)的两输出端。[0014]优选地，所述处理单元还包括用于存储经过微处理器处理的电量数据的电量存 储单元和用于输出微处理器处理并累加后得到的电量数据的测试输出单元，所述微处理 器与供电单元电连接，所述电量存储单元与微处理器通信连接，所述测试输出单元与微 处理器通信连接，所述显示单元与测试输出单元通信连接。[0015]优选地，所述微处理器采用通用的单片机PIC16F630，上述串行接口(CONl) 的4号端口接至单片机PIC16F630的RA0/CIN+端，串行接口(CONl)的5号端口 接至单片机PIC16F630的RA1/CIN-端，串行接口(CONl)的6号端口接至单片机 PIC16F630 的 RA2/INT 端。[0016]优选地，所述微处理器采用通用的单片机PIC16F630，所述电表检验装置中电阻 (R27)相对于接有高电平的另一端连接至单片机PIC16F630的RC3端。[0017]优选地，所述微处理器采用通用的单片机PIC16F630，单片机PIC16F630的RCl 端和RC2端连接至显示单元，单片机PIC16F630的RA5/OSC1端连接至计量单元。[0018]优选地，所述计量单元采用测量集成电路芯片ADE7755，所述测量集成电路芯 片ADE7755的脉冲输出端连接至单片机PIC16F630的RA5/OSC1脉冲输入端。[0019]本实用新型提供的技术改进了电能表的电路结构，从而保证较快较好的完成电 能表的自动校表工作，确保校表的精准度，电磁兼容性好，抗过载能力强，功耗低，防 窃电，安装结构与感应式电能表相兼容；使用这种电路结构改造的电能表体型小巧，低 碳环保，工艺简单，能够较为顺利的保证达到预期的技术效果，且易于实施，是电力部 门电能计量的理想仪表。
[0020]图1为本实用新型的结构框图；[0021]图2为本实用新型的串口自动校表装置的结构示意图；[0022]图3为本实用新型的电表检验装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围 并不限于此。[0024]如图1 3所示，本实用新型涉及一种单相电子式电能测量装置，所述测量装置 包括[0025]用于将电网上的电压、电流等模拟信号采样计算成能量后用数字处理器转换成 高频数字信号并输出的计量单元；[0026]用于接收计量单元输出的高频数字信号并对信号进行累计计算形成电量的处理 单元；[0027]用于为计量单元和处理单元提供工作电源的供电单元；[0028]用于显示处理单元处理后的电能数据信息的显示单元；[0029]所述供电单元与计量单元电连接，所述供电单元与处理单元电连接，所述计量 单元与处理单元通信连接，所述处理单元与显示单元通信连接，所述处理单元包括用于 自动校正并控制电路的串口自动校表装置、用于对电表的误差进行测量的电表检验装置 和用于分析处理计量单元所提取的电量的微处理器；所述串口自动校表装置与微处理器 通信连接，所述电表检验装置与微处理器通信连接。[0030]优选地，所述串口自动校表装置包括电阻(R20)、电容(C20)和串行接口 (CONl)，所述电阻(R20) —端连接高电平，另一端分别接至电容(C20)和串行接口(CONl)的1号端口，电容(C20)的另一端接地；串行接口(CONl)的2号端口 接高电平，3号端口接地，串行接口(CONl)的4、5和6号端口分别接至微处理器。[0031]优选地，所述电表检验装置包括电阻(R27)和电阻(R28)、光耦合器 (El)和电容(C25)，所述电阻(R27) —端接高电平，另一端接至微处理器，电阻 (R28) —端接至高电平，另一端接至光耦合器(El)的输入端，电容(C25)两端分别接至光耦合器(El)的两输出端。[0032]优选地，所述处理单元还包括用于存储经过微处理器处理的电量数据的电量存 储单元和用于输出微处理器处理并累加后得到的电量数据的测试输出单元，所述微处理 器与供电单元电连接，所述电量存储单元与微处理器通信连接，所述测试输出单元与微 处理器通信连接，所述显示单元与测试输出单元通信连接。[0033]优选地，所述微处理器采用通用的单片机PIC16F630，上述串行接口(CONl) 的4号端口接至单片机PIC16F630的RA0/CIN+端，串行接口(CONl)的5号端口 接至单片机PIC16F630的RA1/CIN-端，串行接口(CONl)的6号端口接至单片机 PIC16F630 的 RA2/INT 端。[0034]优选地，所述微处理器采用通用的单片机PIC16F630，所述电表检验装置中电阻 (R27)相对于接有高电平的另一端连接至单片机PIC16F630的RC3端。[0035]优选地，所述微处理器采用通用的单片机PIC16F630，单片机PIC16F630的RCl 端和RC2端连接至显示单元，单片机PIC16F630的RA5/OSC1端连接至计量单元。[0036]优选地，所述计量单元采用测量集成电路芯片ADE7755，所述测量集成电路芯 片ADE7755的脉冲输出端连接至单片机PIC16F630的RA5/OSC1脉冲输入端。[0037]计量单元中的测量集成电路芯片ADE7755通过对电网上的电压和电流分别采 样，通过乘法器相乘(功率P=U*I)后得到功率，然后通过数字信号处理转换成数字高 频信号输出给电表微处理器。用数字处理器转换成高频数字信号输出给处理单元中的微 处理器，微处理器负责对信号的累计计算形成电量。[0038]因为计量单元中的测量集成电路芯片ADE7755内部电路的工作过程及测量集成 电路芯片ADE7755前端的采样过程都存在个体之间的误差，输出的信号还无法达到国标或者 IEC (国际电工委员会，International Electrotechnical Commission)的要求，故必须 对测量集成电路芯片ADE7755输出的信号进行校正，所以就有了处理单元中的串口自动 校表装置及电表检验装置。其中，串口自动校表装置的原理是通过自动校正电路，将测 量集成电路芯片ADE7755的每个高频脉冲乘以一个加权值进行校正，自动校正电路可以 对这个加权值进行调整；电表检验装置的作用是通过微处理器输出一个脉冲信号，对电 表的误差进行测量。[0039]采用所述单相电子式电能测量装置的单相电子式电能测量表，包括壳体，所述 壳体内安装有电路板，所述电路板上布有电能测量装置，所述电能测量装置为单相电子 式电能测量装置。[0040]所述电能测量表的壳体上安装有用于显示测量结果的LCD显示屏。[0041]所述电能表壳体上设有两个用于指示工作状态的发光二极管，分别用于作为脉 冲指示灯V8和反向工作指示灯；所述用于作为脉冲指示灯的发光二极管V8设于电表检 验装置中，发光二极管V8的正极接至高电平，负极接至电阻(R27)相对于连接至单片 机PIC16F630的RC3端的另一端；所述用于作为反向工作指示灯的发光二极管设于计量 单元中，发光二极管的正极通过电阻和测量集成电路芯片ADE7755的REVP端连接，负 极接地。
权利要求1.一种单相电子式电能测量装置，所述测量装置包括用于将电网上的电压、电流模拟信号采样计算成能量后用数字处理器转换成高频数 字信号并输出的计量单元；用于接收计量单元输出的高频数字信号并对信号进行累计计算形成电量的处理单元；用于为计量单元和处理单元提供工作电源的供电单元；用于显示处理单元处理后的电能数据信息的显示单元；所述供电单元与计量单元电连接，所述供电单元与处理单元电连接，所述计量单元 与处理单元通信连接，所述处理单元与显示单元通信连接，其特征在于所述处理单元 包括用于自动校正并控制电路的串口自动校表装置、用于对电表的误差进行测量的电表 检验装置和用于分析处理计量单元所提取的电量的微处理器；所述串口自动校表装置与 微处理器通信连接，所述电表检验装置与微处理器通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述串口自 动校表装置包括电阻(R20)、电容(C20)和串行接口(CONl)，所述电阻(R20) 一端连接高电平，另一端分别接至电容(C20)和串行接口(CONl)的1号端口，电容(C20)的另一端接地；串行接口(CONl)的2号端口接高电平，3号端口接地，串行 接口(CONl)的4、5和6号端口分别接至微处理器。
3.根据权利要求1所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述电表检 验装置包括电阻(R27)和电阻(R28)、光耦合器(El)和电容(C25)，所述电阻(R27) —端接高电平，另一端接至微处理器，电阻(R28) —端接至高电平，另一端接 至光耦合器(El)的输入端，电容(C25)两端分别接至光耦合器(El)的两输出端。
4.根据权利要求1所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述处理单 元还包括用于存储经过微处理器处理的电量数据的电量存储单元和用于输出微处理器处 理并累加后得到的电量数据的测试输出单元，所述微处理器与供电单元电连接，所述电 量存储单元与微处理器通信连接，所述测试输出单元与微处理器通信连接，所述显示单 元与测试输出单元通信连接。
5.根据权利要求2所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述微处 理器采用通用的单片机PIC16F630，上述串行接口(CONl)的4号端口接至单片机 PIC16F630的RA0/CIN+端，串行接口(CONl)的5号端口接至单片机PIC16F630的 RA1/CIN-端，串行接口(CONl)的6号端口接至单片机PIC16F630的RA2/INT端。
6.根据权利要求3所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述微处理 器采用通用的单片机PIC16F630，所述电表检验装置中电阻(R27)相对于接有高电平的 另一端连接至单片机PIC16F630的RC3端。
7.根据权利要求1所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述微处理 器采用通用的单片机PIC16F630，单片机PIC16F630的RCl端和RC2端连接至显示单 元，单片机PIC16F630的RA5/0SC1端连接至计量单元。
8.根据权利要求1所述的一种单相电子式电能测量装置，其特征在于所述计量单 元采用测量集成电路芯片ADE7755，所述测量集成电路芯片ADE7755的脉冲输出端连接 至单片机PIC16F630的RA5/0SC1脉冲输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种单相电子式电能测量装置，包括计量单元、处理单元、供电单元和显示单元，供电单元与计量单元电连接，供电单元与处理单元电连接，计量单元与处理单元通信连接，处理单元与显示单元通信连接；处理单元包括串口自动校表装置、电表检验装置和微处理器，串口自动校表装置与微处理器通信连接，电表检验装置与微处理器通信连接。本实用新型改进了电能表的电路结构，保证完成电能表的自动校表工作，精准度高，电磁兼容性好，抗过载能力强，功耗低，防窃电，安装结构与感应式电能表相兼容；使用这种电路结构改造的电能表体型小巧，低碳环保，工艺简单，能较为顺利的保证达到预期的技术效果，易于实施，是电力部门电能计量的理想仪表。
文档编号G01R35/04GK201811994SQ20102050255
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者何闯, 郝瑜云 申请人:杭州尚能科技有限公司