专利名称：一种宽量程电能计量模块以及电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能表领域，尤其涉及一种宽量程电能计量模块以及电能表。
背景技术：
电力作为最便捷的二次能源已经深入到国民经济和人民生活的每个角落，电能计量因此成为电能计费的唯一依据，国内外很多厂商都可以提供各种类型的电能表。通常电能表一般由4个模块组成电能计量模块、电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块。其中电能计量模块是电能表的核心组成，其可靠性、准确性直接决定了电能表的可用性。电能表在使用时是按照用户用电容量划分有不同的电流规格和不同的电压规格， 比如电流规格有5O0)A、10(60)A、20(80)A、30(100)A等等，电压规格有57V、100V、220V，电能表生产厂家在制造电能表时也是按不同规格分别制造的。上述常规的电能表是将电能计量模块与电能存储和处理模块设置在同一块电路板上，或者将电能计量模块和电源模块设置在同一块电路板上，或者将电能计量模块、电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块均设置在一块电路板上，这样做的好处是成本比较低。然而随着现代电子技术的不断提高，电能算法的不断改进，电能计量模块也在不断修改，由于电能计量模块和电能表的其他模块是设置在同一块电路板上的，因此当电能计量模块需要修改时，则需要更换整个电路板，这样导致电能表需要全局性的修改，浪费材料，且不便于电能计量模块后续扩展。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种宽量程电能计量模块以及电能表，旨在解决现有技术存在的当电能计量模块需要修改时，需要更换整个电路板，这样导致电能表需要全局性的修改，浪费材料，且不便于电能计量模块后续扩展的问题。本实用新型是这样实现的，一种宽量程电能计量模块，所述宽量程电能计量模块包括输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口 ；所述输入接口与信号调理单元连接，信号调理单元与所述信号采集和处理单元连接，所述信号采集和处理单元与输出接口连接；所述输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口均设置在同一电路板上。所述输入接口包括能接收输入范围是交流40V ^OV的交流电压输入接口和/ 或能接收输入范围是交流5uA 35mA的交流电流输入接口。所述信号调理单元包括电压信号调理单元和电流信号调理单元；所述交流电压输入接口与电压信号调理单元连接，交流电流输入接口与电流信号调理单元连接。所述输入接口与输出接口分别位于电路板的两侧。本实用新型的另一目的在于提供一种电能表，所述电能表包括宽量程电能计量模块、电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块；所述宽量程电能计量模块以及人机对话和通信模块分别与所述电能存储和处理模块连接；所述宽量程电能计量模块、电能存储和处理模块、以及人机对话和通信模块分别与电源模块连接；所述宽量程电能计量模块与电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块设置在不同的电路板上。所述电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块均设置在同一电路板上。在本实用新型中，通过将宽量程电能计量模块从电能表的整体电路板中独立出来，可以减少产品开发的难度，在计量需要升级换代时，只需要设计电能计量模块，而不需要对整机进行设计更改；由于可以接受动态范围为5000 1的电流信号输入以及40V ^OV的电压信号输入，使得测量信号的范围可以涵盖目前市场上电能表的所有规格，因而可以减少电能表制造厂的元器件采购种类，提供生产效率，降低产品的综合成本，而用户在使用电能表的时候也不需要从各种规格中挑选，真正做到方便简洁。
图1是本实用新型提供的宽量程电能计量模块的结构示意图。图2是本实用新型提供的电能表的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在本实用新型实施例中，通过将电能计量模块从电能表的整体电路板中独立出来，并且给电能计量模块设置既简单又灵活的接口，保证所有用到电能计量的场合均可以从该接口上得到相关数据。从而使本实用新型解决了现有技术存在的当电能计量模块需要修改时，需要更换整个电路板，这样导致电能表需要全局性的修改，浪费材料，且不便于电能计量模块后续扩展的问题。请参阅图1，为本实用新型实施例提供的宽量程电能计量模块的结构。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。所述宽量程电能计量模块包括输入接口 10、信号调理单元20、信号采集和处理单元30、以及输出接口 40。所述输入接口 10与信号调理单元20连接，信号调理单元20与所述信号采集和处理单元30连接，所述信号采集和处理单元30与输出接口 40连接。所述输入接口 10、信号调理单元20、信号采集和处理单元30、以及输出接口 40均设置在同一电路板上。在本实用新型实施例中，所述输入接口 10包括交流电压输入接口 101和交流电流输入接口 102。所述信号调理单元20包括电压信号调理单元201和电流信号调理单元 202。所述交流电压输入接口 101与电压信号调理单元201连接，交流电流输入接口 102与电流信号调理单元202连接。所述宽量程电能计量模块的工作原理如下[0022]交流电压输入接口 101接收交流电压信号，将交流电压信号传输至电压信号调理单元201中进行信号调理，再将调理后的交流电压传输至所述信号采集和处理单元30中进行采样和运算处理，最后将运算后得到的结果通过输出接口 40输出。交流电流输入接口 102接收交流电流信号，将交流电流信号传输至电流信号调理单元202中进行信号调理，再将调理后的交流电流传输至所述信号采集和处理单元30中进行采样和运算处理，最后将运算后得到的结果通过输出接口 40输出。在本实用新型实施例中，所述输入接口 10与输出接口 40分别位于电路板的两侧。在本实用新型实施例中，交流电压输入接口 101能接收的输入范围是交流40V ^0V。交流电流输入接口 102能接收的输入范围是交流5uA 35mA;实现了不低于5000 1 的动态测量范围，配合外部的电流互感器或者分流器，比如使用1A/0. 33mA的电流互感器， 就可以实现0. 02A 100A的电流测量范围，这个范围完全包含了市场上电能表的所有电流规格。输出接口 40中的有功电能脉冲信号、无功电能脉冲信号、有功电能方向信号可以作为直接电能输出，电能表的电能存储和处理模块可以使用这些信号获得电能信息；备用信号可以用于未来的扩展功能；输出接口 40中的SPI通信接口是一个通信接口，可以为电能存储和处理模块提供电压有效值、电流有效值、有功功率值、无功功率值、相位角、电网周波等数字信息，还可以定义其他功能，从而满足未来的扩展需要。请参阅图2，为本实用新型实施例提供的电能表的结构。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。所述电能表包括宽量程电能计量模块100、电能存储和处理模块200、人机对话和通信模块300、以及电源模块400。所述宽量程电能计量模块100以及人机对话和通信模块300分别与所述电能存储和处理模块200连接；所述宽量程电能计量模块100、电能存储和处理模块200、以及人机对话和通信模块300分别与电源模块400连接。所述宽量程电能计量模块100与电能存储和处理模块200、人机对话和通信模块300、以及电源模块400设置在不同的电路板上。在本实用新型实施例中，所述电能存储和处理模块200、人机对话和通信模块 300、以及电源模块400均设置在同一电路板上。综上所述，本实用新型实施例通过将宽量程电能计量模块从电能表的整体电路板中独立出来，可以减少产品开发的难度，在计量需要升级换代时，只需要设计电能计量模块，而不需要对整机进行设计更改；由于可以接受动态范围为5000 1的电流信号输入以及40V ^OV的电压信号输入，使得测量信号的范围可以涵盖目前市场上电能表的所有规格，因而可以减少电能表制造厂的元器件采购种类，提供生产效率，降低产品的综合成本， 而用户在使用电能表的时候也不需要从各种规格中挑选，真正做到方便简洁。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种宽量程电能计量模块，其特征在于，所述宽量程电能计量模块包括输入接口、 信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口 ；所述输入接口与信号调理单元连接， 信号调理单元与所述信号采集和处理单元连接，所述信号采集和处理单元与输出接口连接；所述输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口均设置在同一电路板上。
2.如权利要求1所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述输入接口包括能接收输入范围是交流40V ^OV的交流电压输入接口和/或能接收输入范围是交流5uA 35mA 的交流电流输入接口。
3.如权利要求2所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述信号调理单元包括电压信号调理单元和电流信号调理单元；所述交流电压输入接口与电压信号调理单元连接， 交流电流输入接口与电流信号调理单元连接。
4.如权利要求1所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述输入接口与输出接口分别位于电路板的两侧。
5.一种电能表，其特征在于，所述电能表包括宽量程电能计量模块、电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块；所述宽量程电能计量模块以及人机对话和通信模块分别与所述电能存储和处理模块连接；所述宽量程电能计量模块、电能存储和处理模块、以及人机对话和通信模块分别与电源模块连接；所述宽量程电能计量模块与电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块设置在不同的电路板上。
6.如权利要求5所述的电能表，其特征在于，所述宽量程电能计量模块包括输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口 ；所述输入接口与信号调理单元连接，信号调理单元与所述信号采集和处理单元连接，所述信号采集和处理单元与输出接口连接；所述输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口均设置在同一电路板上。
7.如权利要求6所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述输入接口包括能接收输入范围是交流40V ^OV的交流电压输入接口和/或能接收输入范围是交流5uA 35mA 的交流电流输入接口。
8.如权利要求7所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述信号调理单元包括电压信号调理单元和电流信号调理单元；所述交流电压输入接口与电压信号调理单元连接， 交流电流输入接口与电流信号调理单元连接。
9.如权利要求6所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述输入接口与输出接口分别位于电路板的两侧。
10.如权利要求6所述的宽量程电能计量模块，其特征在于，所述电能存储和处理模块、人机对话和通信模块、以及电源模块均设置在同一电路板上。
专利摘要本实用新型适用于电能表，提供了一种所述宽量程电能计量模块，其包括输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口；所述输入接口与信号调理单元连接，信号调理单元与所述信号采集和处理单元连接，所述信号采集和处理单元与输出接口连接；所述输入接口、信号调理单元、信号采集和处理单元、以及输出接口均设置在同一电路板上。本实用新型通过将宽量程电能计量模块从电能表的整体电路板中独立出来，可以减少产品开发的难度，在计量需要升级换代时，只需要设计电能计量模块，而不需要对整机进行设计更改。
文档编号G01R15/08GK201965166SQ20112003028
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者干体兵 申请人:深圳科瑞格电子有限公司