一种3D磁开关恒定磁场干扰监测的智能电能表检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种电能表检测装置，特别是涉及一种3D磁开关恒定磁场干扰监测的智能电能表检测装置。

背景技术：

智能电能表在全国已经十分普及，但是使用过程中仍然存在着各种各样的问题，其中就包括恒定磁场对电能表干扰的问题。

由于智能电能表中的主要元器件都易受到恒定磁场干扰的影响，例如：电能表中变压器、互感器、继电器以及核心电子器件等，因此恒定磁场干扰会影响电能表的正常计量。甚至一些窃电者在电能表附近放置强磁磁铁或大线圈，干扰电能表的正确计量，以达到窃电的目的。为了防止恒定磁场干扰，电能表内部可以采用一些磁屏蔽的方法，与此同时电能表内部普遍采用磁场强度传感器来监测恒定磁场干扰，当磁场强度高于100mT时，电能表应记录恒定磁场干扰事件，为用电检查人员追补电量提供依据。

国内电能表厂家为了解决上述问题，普遍采用霍尔传感器来检测恒定磁场干扰。这样做虽然可以完成监测，但也带来很多问题：（1）霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。因此霍尔传感器受恒定磁场干扰源所在位置的影像非常大，当两者位置较远的时候，不易监测到；（2）为了弥补霍尔传感器受位置影响的弊端，通常会在电能表中上、左、右三个面至少采用3个霍尔传感器以及配套电路，因此增加了电能表整体成本；（3）由于为了保证对电能表各个方向施加恒定磁场干扰均能被检出，增加了霍尔传感器的数量，因此必然要占用更多的MCU的模拟输入引脚资源；（4）占用了电能表内有限空间（6）霍尔传感器需要通过A/D采样计算，相对于简单的判断端口高低电平，程序处理工作量大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种3D磁开关恒定磁场干扰监测的智能电能表检测装置，该装置具有3D磁场检测的功能，高灵敏度、低开关点，只需在电能表中心位置安装即能完成恒定磁场干扰监测，省去了在上、左、右至少安装多个霍尔传感器及其辅助电路，降低电能表成本、简化了程序工作量、节省了电能表内有限的空间。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种3D磁开关恒定磁场干扰监测的智能电能表检测装置，所述装置计量电路与MCU通过SPI总线连接，存储电路与MCU通过I²C或SPI总线连接，按键电路为另一个人机交互方式与MCU通过IO端口连接；安全认证电路与MCU通过SPI接口连接；恒定磁场干扰监测电路与MCU的IO端口连接；通讯电路与MCU的UART总线连接；时钟电路与MCU通过I²C连接；VCC为+3.3V电源，EMCTEST管脚直接与MCU的IO引脚连接。

所述的一种3D磁开关恒定磁场干扰监测的智能电能表检测装置，所述3D磁开关芯片SGC610xC安装在电能表的中心位置。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型具有3D磁场检测的功能，高灵敏度、低开关点；

2.只需在电能表中心位置安装即能完成恒定磁场干扰监测，省去了在上、左、右至少安装多个霍尔传感器及其辅助电路，降低电能表成本；

3.采用直接判断检测管脚高低电平的方式，替代原有A/D采样计算的方式，大大简化了程序工作量；

4.降低了MCU模拟采样管脚的占用率；

5.节省了电能表内有限的空间。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的恒定磁场干扰检测电路；

图3是本实用新型的3D磁开关芯片的安装位置示意图；

图4是本实用新型的恒定磁场检测程序流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的结构框图如图1所示。其中MCU为本实用新型的中心控制电路，负责智能电能表的数据处理和控制等功能；显示电路作为人机交互界面与MCU通过I²C总线通信，负责显示电能表的电量、电压以及时间等信息；计量电路与MCU通过SPI总线连接，负责计量电量、电压、电流等相关功能；电源电路为电能表供电转换电路，转化出+12V和+5V直流电源，供电能表各部分电路使用；存储电路与MCU通过I²C或SPI总线连接，负责存储电能表的相关参数和运行数据；按键电路作为另一个人机交互方式与MCU通过IO端口连接，负责电能表翻页操作等信息输入；安全认证电路与MCU通过SPI接口连接，负责电能表的安全认证操作；恒定磁场干扰监测电路与MCU的IO端口连接，负责检测电能表是否受到恒定磁场干扰；通讯电路与MCU的UART总线连接，负责与采集器、集中器、或上位机进行通讯；时钟电路与MCU通过I²C连接，负责电能表的时钟输出。

本实用新型使用3D磁开关芯片SGC610xC全方位监测恒定磁场干扰，恒定磁场干扰检测电路如图2所示。图2中，VCC为+3.3V电源，EMCTEST管脚直接与MCU的IO引脚连接，由上拉电阻R14将EMCTEST管脚初始状态置为高电平。当电能表周围有磁场强度高于100mT的恒定磁场干扰出现时，EMCTEST管脚变为低电平，此时电表记录恒定磁场干扰事件。考虑到磁场检测离散性，恒定磁场干扰事件记录中不保存磁场强度数值的记录；当磁场强度低于100mT以下时，EMCTEST管脚变为高电平，此时结束恒定磁场干扰事件。

本实用新型使用3D磁开关芯片SGC610xC通过AMR磁传感器和桥式电路将外界磁场转换成电压信号。它具有3D磁场检测的特点，高灵敏度、低开关点，具有低功耗、小体积和温度稳定性高的特点，具有ESD防护性能。由距离恒定磁场干扰源越远，磁场强度越小，因此将3D磁开关芯片SGC610xC应该安装在电能表的中心位置。3D磁开关芯片的安装位置示意图如图3所示，为125x85毫米的位置。

本实用新型中智能电能表处理恒定磁场干扰的程序流程如图4所示，下面附图解释此流程：

步骤401，管脚EMCTEST直接与MCU的IO引脚连接，由上拉电阻R14将EMCTEST管脚初始状态置为高电平。MCU通过IO端口读取磁场检测端口EMCTEST输入的信号。

步骤402，判断管脚EMCTEST是否为低电平，如果检测到管脚EMCTEST有低电平出现时，则执行步骤403。

步骤403，判定为电能表周围有磁场强度高于100mT的恒定磁场干扰出现，此时电表记录恒定磁场干扰事件。记录事件开始时间等信息，当管脚EMCTEST再次恢复为高电平时，则结束恒定磁场干扰事件。

以上所述仅为本实用新型的示例性实施例，凡在本实用新型的范围下进行的等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。