专利名称：分时电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型与电能测量仪表有关，尤其与带有电子控制系统的感应式电度表有关。
传统的用于分时计度的电能计量仪表，其工作原理大多采用直接从总电能计度表盘的旋转中采集耗能信息，形成相应数量的脉冲，在预定的峰或谷时区段。分别对这些脉冲计数、贮存，或用这些脉冲去驱动相应的走数机构的步进马达，达到分时计度的目的，耗能信号的采集，多采用光电传感或电磁振荡等非接触采样方式。峰、谷时段的计量精度需要重新进行设计或检测定度，由于此种采集耗能信息的方式易受电磁干扰、光源寿命等不利因素影响，可靠性较差。且由于破坏了传统电度表的工作方式，增加了附加误差项，使其精度受到损害。
本实用新型的目的是提供一种可靠性高，时段设置分辩度高，时段设置任意可调的分时计度电度表。
本实用新型的另一个目的是提供一种利用传统电度表内部结构，从而使计量的精度等级得到保证，适应原有电能计量系统的改造的分时计度电度表。
本实用新型还有一个目的是使设置和修改用电的峰，谷时段时方便、灵活，不但能计量峰，谷时段耗能累积值，并且能计量总的耗能。在电网断电时不能造成计量数值的丢失、误记，无须重置峰、谷时段。
本实用新型由三个串联的电磁式电度表分别计量峰、谷时耗电量、总耗电量，由集成电路组成的控制系统根据预置的时段信号切断或接通峰、谷电度表的电压线圈，使峰、谷电表按预置的时段工作，分别计量峰值时段和谷值时段的用电量累积值。控制系统有时间／地址信号发生器，它通过一个石英晶体产生一个标准频率，经过分频器分频后输出分，10分，小时，10小时的信号，由显示器进行显示。同时将10分，小时，10小时的BCD码输出作为存贮器的地址信号。峰、谷时段数据存贮器可随意进行“读”操作与“写”操作。峰、谷控制门根据存贮器输出预置的时段信号切断或接通峰、谷电度表，时段信号不能同时为高电平。有预置开关根据需要设置和修改峰、谷时段，有备用电源在电网断电之后，保证预置的峰，谷控制时段数据不会丢失。
时间／地址信号发生器由U1、U2、U3、U4、U5组成。U1为十四级二分频器，将石英晶体振荡器产生的标准频率变换为0.5S信号，U2可为双D触发器，作二分频器用，将0.5S信号变为1S信号，U3、U4，U5为加法计数器，将输入信号分频后分别输出分，十分，小时，十小时信号，供显示器显示时间，U4，U5输出信号供峰／谷时段数据存贮器静态RAMU7作为地址信号，与非门U8控制U7进行读或写操作，U10为双向摸拟数字开关，用于清除U7内存贮的时段信号。峰谷控制门由U9，T2T3组成，U9为双D触发器，在预置的时段内，存贮器U7的D2(或D4)端为高电平时，三极管T3(或T2)导通，继电器J2(或J1)吸合，谷时电度表(或峰时电度表)的电压线圈接通，开始计度。
显示器有U11－U14七段锁定译码器，将U4、U5的BCD码时间信号锁存后译为七段码后供LED显示器显示。时段预置开关K6，快调，慢调微动开关K5，K4使时钟运行到指定的峰或谷时段起始或终止时刻，有峰起／峰止，谷起／谷止开关K1，K2使U7存贮器处于“写”状态或“读”状态，有一电磁电度表与峰，谷电度表串接计量总耗电量。
本实用新型不改变传统电度表内部结构，总计度表和分时计度表都可采用符合中华人民共和国国家标准GB3924－83《交流有功和无功电度表》要求的表芯，从而使计量的精度等级得到保证。当采取不同种类或不同精度等级的表芯时，本实用新型的电子控制系统与其组合，亦可具有相应的功能和相应的精度，容易形成系列产品。本实用新型的总计度与分时计度表分为两个独立的部分，分时计度表既可用作总计度表的扩展器插入，以适应原有电能计量系统的改造；也可和新的总计度表组合，适应于新用户的安装。本实用新型时区信号直接控制相应电度表绕组的强电控制方法，避开了传统的弱电方式，光电式采集耗能信息所易受到的电磁干扰，光源寿命短等不利因素，从而具有更高的可靠性，本实用新型除能无遗漏地计量总耗电能外，还可以精确测量任意指定的时间分区内耗用电能量的累积值，采用时段一控制数据对应存贮的办法，设置“总清”、“快调”、“慢调”机构，使得电力管理部门易于根据本地区用电情况，设置和修改用电的峰、谷时段，不必重新焊接控制直线。本实用新型在供电电网断电之后，能自动将时钟显示，控制门等耗电较大部分从控制电路中断开，用备用电源对耗电较少的时钟和峰／谷时段的数据存贮器继续供电，保证断电之后，预置的峰、谷控制段数据不会丢失，在电网恢复供电之后，备用电源自动退出供电。本实用新型具备实质性特点和显著的进步。
图1为本实用新型的方框图图2为时间／地址信号发生器原理图图3为显示原理图图4为CD4511集成块原理图图5为时间／地址存贮器，统置器，清零器，峰，谷控制门原理图。
图6为电源电路图图7为峰、谷计度表控制原理图图8为本实用新型的三相四线实际接线图。
如下是本实用新型的实施例分时电度表由峰时段电度表1，谷时段电度表2组成。两电度表与原使用中的总计度电度表3串联，组成三相四线有功分时计度表，能总计度，峰时计度，谷时计度。三个电度表都采用传统的内部结构，从而保证原来的计量精度。
本实用新型的控制系统的时间／地址信号发生器由U1，U2，U3，U4，U5组成。U1为14位串行位计数器CD4060，将石英振荡器12产生的标准频率变换为0.5S信号。C1，C2，R1，R2为石英振荡回路电容，电阻。U2为双D触发器CD4013，在电路中作二分频用，0.5S信号变为1S信号。U3，U4，U5均为双2－10进同步计数器CD4518。U6为4×2与门。U2的Q端输出的分信号，送入U4， 1/4 U6组成的÷60电路后，输出为小时信号，再送入U5， 1/4 U6组成的÷24电路进行小时计数，将该时钟计数链的分钟，十分钟，小时，10小时部分的BCD码进行译码后，即可供显示器显示。与此同时，10分钟，小时，10小时的输出与数据存贮器U7输入对应。供U7作为地址信号。T1为显示器驱动器，R3，R4为限流电阻，R′4为通路电阻。
峰／谷时段数据存贮器由U7，U8，U10组成，U7为静态RAM2114，进行时段信号的读写操作，U8为与非门CD4011，控制U7进行读或写操作，U10为双向摸拟数字开关CD4066，用于清除U7内存贮的时段信号。
U9为 1/2 74LS74锁存器，与驱动器T2组成峰时段控制器，U9的D端与U7的D4端相联，当D4为高电平时，U9的Q端输出为高电平，T2导通，使继电器J2吸合，将峰时表的电压绕组接通，使其计度。
谷时计度的控制部分是由U10( 1/2 74LS74)和驱动器TT3组成，U10接到U7的D2端，D2电平的变低，决定了谷时计度表的计度与否。R9，R10，R11，R12为限流电阻。
D2和D4的电平不能同时为高，但可同时为低，当D4和D2同时为低时，峰、谷计度表均不计度。但总计度表仍然计度。
读／写存贮器的D4和D2的电平是可以根据需要预先进行置定的，D4的予置如下所述将运行／调整开关K6置调整位，扳动“快调”或“慢调”微动开关K5，K4，使时钟运行到指定的峰时段起始时刻。将峰起／峰止开关K1扳向“起”位。此时＋5V电压经R5加到D4位，且使U8处于准备状态。当U8的与U4的B端相连的输入端为高电平时，U8即输出低电平，使U7的R／W端为低电平，U7处于“写”状态，将D4端的高电平“写”入相应单元。(使该单元存入数据1000)，继续按动K5，K4，则峰时段所对应的所有单元均写入数据1000。当时钟运行到峰时段终止时刻，将K1扳向“峰止”位，D4经R5接地，且U8的另一端输入端经R6接地，U7的R／W端为高，不再写入数据，完成峰时段的预置。以后，若时钟再运行到这一时段内时，由于K1处于“止”位置，U7为“读出状态”即会输出预置的数据1000，去控制 1/2 U9和J1，J2使峰时表计度。
D2的预置与上述类似，只是将K2扳向“谷起”，“谷止”位置，由 1/2 U9和T3，J2控制谷时表计度。谷时区段内预置的数据为0010。
在重新预置峰(谷)时段数据时，应对U7原来存贮的数据进行清除，清除由U10(cmos开关CD4066)来完成，按下微动开关K3，使U7的R／W，D4，D2均经U10接地，且CP4060的Q4输出的信号经K6加到U4的输入端，计数链快速进位，并遍历RAM的全部单元地址，从而将RAM2114存贮内容全部单元清除为“0”。R5，R6，R7，R8为匹配电阻，C3，C4为抗干扰电容。
显示部分由U11，U12，U13，U14及LED显示器组成，U11－U14为七段锁定译码器CD4511，将U4，U5的BCD码时间信号锁存后译为七段码后供LED显示器显示，电阻R为限流电阻。
电源电路由整流器，稳压器，滤波器组成，220伏交流电经两路桥式整流器D5－D8和D9－D12，输出直流经稳压器U5，U16(型号为NEC7805)和滤波后提供＋5V稳定直流电压。一路供存贮器2114和时钟晶振电源，另一路供作显示器及其它器件电源，由整流输出端直接取出＋12V供作继电器动作线圈电源。C5、C6、C7为滤波电容，D13为开关二极管，为了保证电网掉电时，时钟和存贮器的工作不中断，在存贮器供电支路接有隔镍电池BATT，当电网掉电时，电池自动接入，保持工作连续。
本实用新型的控制系统接入峰，谷计度表的电压线圈。L1－L3为峰时计度表三相电压绕组，L4－L6为谷时计度表三相电压绕组。R13－R18，C8－C13为消弧电路电阻电容。
权利要求1.分时电度表，其特征在于由总计度电度表，峰时计度电度表，谷时计度电度表串接于电网输入和负载之间，峰时计度电度表、谷时计度电度表的电压线圈分别与控制系统相连，控制系统由时钟/地址信号发生器，峰/谷时段数据存贮器，时钟显示器，峰或谷时计度控制门，时段预置器，清除信号发生器，备用电源组成。
2.根据权利要求1提出的分时电度表，其特征在于时间／地址信号发生器由石英晶体振荡器，分频器和加法计数器组成，峰／谷时段数据存贮器由RAN，与非门，双向模拟数字开关组成，峰时，谷时计度控制门由双D触发器，驱动器，继电器组成，时钟显示器由七段锁定译码器和LED显示器组成，时段预置器包括时段预置开关，快调，慢调微动开关，峰起／峰止，谷起／谷止开关，清除信号发行器包括Cmos开关，微动开关，电源电路由整流器，稳压器，滤波器组成。
专利摘要分时电度表有三个电磁式电度表分别计量总耗电度，峰时耗电度，谷时耗电度，有集成电路组成的控制系统根据预置的时段信号切断或接通峰，谷电度表的电压线圈，使峰、谷电度表按预置的时段工作。由于采用传统的电度表的内部结构和甩掉了弱信号传感方式，其可靠性大大提高。精度等级得到保证。由于有时段预置，清零信号发生器，使用灵活，方便。本分时电度表便于批量和系列化生产。
文档编号G01R11/56GK2042597SQ88212908
公开日1989年8月9日 申请日期1988年5月11日 优先权日1988年5月11日
发明者尹昭 申请人:中国测试技术研究院