一种单相电电能计量装置的制作方法

本发明涉及电能计量技术领域，特别是涉及一种单相电电能计量装置。

背景技术：

电能计量装置是以计量和显示用电量为主要功能的电子计量设备，现在每家每户中都会安装一个电能表，为国家电网收取电费提供数据支持。这种电能计量装置仅有计量用电量的功能，目前市场上也有一些用来检测单个用电器的特定指标的装置，例如实时功率、电压和电流等，这种装置虽然功能相对叫丰富，但是只能被动计量，没有主动控制的功能。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种单相电电能计量装置，可以解决现有技术中存在的问题。

一种单相电电能计量装置，所述单相电电能计量装置连接在电源和用电器之间，其包括分压采样电路、电流互感电路、电压模数转换电路、电流模数转换电路、mcu、电源电路和显示电路；

所述分压采样电路采集220v电源的电压并输入至所述电压模数转换电路，所述电压模数转换电路将接收到的电压模拟信号转换为数字电路可识别的高低电平然后输入所述mcu；

所述电流互感电路把电源线的电流按照一定变比转化为所述电流模数转换电路可以检测到的电流，所述电流模数转换电路将接收到的电流模拟信号转换为数字电路可识别的高低电平然后输入所述mcu；

所述mcu接收所述电压模数转换电路传输的电压数字信号和所述电流模数转换电路传输的电流数字信号，根据该电压数字信号和电流数字信号计算相关电参数，所述mcu与所述显示电路连接，所述显示电路与多个按键连接，使用者通过按键发送相应的指令和信息，所述mcu接收该指令和信息，设定相应的自动任务，然后根据所述相关电参数判断是否达成自动任务，如果达成则控制用电器断电；

所述电源电路对220v电源进行限流和整流后得到稳定的直流电源，为所述mcu和显示电路提供电源；

所述显示电路将所述mcu计算得到的电参数进行显示。

优选地，还包括报警灯和扬声器，当所述mcu控制用电器断电后，所述报警灯和扬声器受所述mcu控制产生报警信息。

优选地，其特征在于，还包括继电器，所述继电器连接在电源线和用电器之间，其控制端与所述mcu连接，所述mcu控制所述继电器断开即可控制所述用电器断电。

优选地，所述分压采样电路包括电阻res1和res2，两个电阻串联后连接在220v电源的零线和火线之间，其中电阻res2的阻值比电阻res1的阻值大，电阻res2两端的电压输入至所述电压模数转换电路。

优选地，所述电流互感电路为电感。

优选地，所述mcu计算得到的电参数包括有功电量、无功电量和视在电量，以及实时的电压、电流、功率和功率因数。

优选地，所述mcu的工作状态由定时中断和按键中断决定；

所述mcu一旦接收到定时中断信号，开始读取电压数字信号和电流数字信号，然后计算自动任务需要的数据，接着判断计算得到的数据是否达到自动任务，如果达到，所述mcu控制用电器断电，如果计算得到的数据没有达到自动任务，则计算各项电参数，然后存储电参数并退出定时中断；

所述mcu一旦接收到按键中断信号，则根据具体按键执行相应的功能，执行完成后退出按键中断。

本发明实施例中的一种单相电电能计量装置采用的测量方式与普通的仪器仪表不同，比较便利，整个装置很小巧，使用方便，用法和外形都与排插相似：一端接电源，另一端接用电器就可以使用，可以用来检测用电设备的一系列指标，也可以进行智能管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中一种单相电电能计量装置与电源和用电器的连接示意图；

图2是图1中单相电电能计量装置的外部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明实施例中提供的一种单相电电能计量装置，所述单相电电能计量装置连接在电源和用电器之间，其包括分压采样电路、电流互感电路、电压模数转换电路、电流模数转换电路、mcu(微控制单元)、电源电路、显示电路、报警灯、扬声器和继电器。

所述分压采样电路包括电阻res1和res2，两个电阻串联后连接在220v电源的零线和火线之间，其中电阻res1和res2的阻值相差很大，比如电阻res2的阻值比电阻res1的阻值大100倍以上。电阻res2两端的电压u输入至所述电压模数转换电路，所述电压模数转换电路将接收到的电压模拟信号转换为数字电路可识别高低电平然后输入所述mcu。

所述电流互感电路包括一个电感，该电感把电源线的电流按照一定变比转化为电流模数转换电路可以检测到的电流i。所述电流模数转换电路将接收到的电流模拟信号转换为数字电路可识别高低电平然后输入所述mcu。

所述mcu接收所述电压模数转换电路传输的电压数字信号和所述电流模数转换电路传输的电流数字信号，根据该电压数字信号和电流数字信号计算有功电量、无功电量和视在电量，同时还能测量实时的电压、电流、功率和功率因数等各种电参数。所述mcu与显示电路连接，所述显示电路与多个按键连接，使用者可以通过按键发送相应的指令和信息，所述mcu接收该指令和信息，设定相应的任务。

在本实施例中，用户可以使用按键设置功率阈值，如果所述mcu测量得到的实时功率达到设定的功率阈值，则所述mcu会控制用电器断电，同时控制所述报警灯和扬声器产生报警信息。所述继电器连接在电源线和用电器之间，控制端与所述mcu连接，所述mcu控制所述继电器断开即可控制所述用电器断电。一旦用电器断电并且产生报警信息后，用户如果想要重新恢复供电或者再次设置阈值，可以直接通过按键产生相应的指令和信息。

所述电源电路采用阻容降压原理，利用电容在一定频率的交流信号下产生容抗的原理来限制最大工作电流。电源经过电容再经过整流电路后可提供稳定的直流电源，为所述mcu和显示电路提供电源。

所述显示电路将所述mcu处理后得到的数据进行显示。

参照图2，所述单相电电能计量装置的电源输入和输出端均有三个接线端，分别用于接火线、零线和地线，计量装置正面为显示屏，显示屏下方为多个按键，用户对按键的操作由安装在计量装置内部的按键检测电路检测。

所述计量装置通电工作后，首先对所述mcu进行初始化，确定各电路设备工作是否正常，如果不正常由所述报警灯和扬声器产生报警信息。如果工作正常，则设置所述mcu的定时中断和按键中断。

所述mcu一旦接收到定时中断信号，开始读取电压数字信号和电流数字信号，然后计算自动任务需要的数据，例如功率，接着判断计算得到的数据是否达到自动任务，如果达到，所述mcu控制用电器断电，同时控制报警灯和扬声器产生报警信息。如果计算得到的数据没有达到自动任务，则计算各项电参数，然后存储参数并退出定时中断。

所述mcu一旦接收到按键中断信号，则根据具体按键执行相应的功能，例如设置自动任务或者设置相应项目等，执行完成后退出按键中断。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。