专利名称：一种防震电子电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业用防震电子电度表，属于电能计量仪器，适用于较强震动的电动机械设备，如吊车、门吊、抓斗机以及负载大幅度波动的场合。
电度表是一种常用的电能计量仪器，除了用于民用设施外，大量使用的场合还是工矿企业。由于使用的环境条件不同，该种仪器有多种型号和不同的考核标准。
传统的电度表采用电磁式机械数字显示方式。随着电子技术的迅速发展，在电能计量技术中，采用新的结构形式，高性能电子式液晶显示的电度表已经问世。如西门子公司的7EC1021－1A三相高精度电子电度表(0.2级)；美国胜佳膜公司的A6型电度表(准确度±0.04％)，A7型电度表(准确度±0.1％)等。以上属于高精度电度表，主要用来校验其他电度表。由于价格昂贵，一般用电客户难以采用。
除了上述的电子式的电度表外，国内外生产的电磁式电度表都有所改进，精度和寿命都有很大提高，如美国胜佳膜公司采用磁悬浮轴承新技术来提高寿命和精度，但仍没有防震措施，不宜在有强震的机械上使用。哈尔滨电表厂与瑞士合作生产的CL140型机械式电度表，也没有防震功能。另外如上海电表厂生产的电度表也是如此。
上海电表五厂生产的DJ6型机车电度表，可以适用机车防震运行，但不能用于港口码头震动较强的机械吊装设备。该种电度表由电磁元件、铝质圆盘、阻尼磁钢和计度器等主要部件组成。
本实用新型的目的是提供一种具有防震措施的电度表，可以做到成本低、准确度适中能用于多种工况条件。
本实用新型的任务是这样完成的采用电子部件和电磁计数器相搭配的设计方案，并加上防震措施，使之能适用于多种工况条件。本实用新型由电磁元件、铝质圆盘、阻尼磁钢和计数器组成，其测量部分采用电子线路，使之具有较高的抗震能力，计量部分采用电磁计数器，使之停电时数据不丢失，适用多种设备，同时又提高了抗震能力。整个方案简便而有效地解决了电度表在电动机械上使用的防震和停电期间数据保存问题。
以下结合附图和实施例对该电度表作进一步描述。
图1为本实用新型的结构框图；图2a、2b为本实用新型的电子线路图；图3为图2中的乘法器元件安装图；图4为图2中V－F变换器、分频器、乘法器安装图。
参照图1，三相交流电压、三相交流电流，分别经过三个功率变换器1、2、3转换成大小与有功功率成正比例的电压值，经过电压总加器4，把代表三相功率大小的电压量相加后送到V－F变换器5转换成相应的脉冲量，再经过分频器、驱动器6，将得到的适当频率的脉冲由驱动器带动电磁计数器7计数，这样每输出一个脉冲，电磁计数器7就加1，累计脉冲的个数，就表示用电能量的多少，再乘以外接的电流互感器8、9、10的变比系数，即得到实际的用电度数。D为工作指示灯11。
参照图2a、2b，由电压互感器、电流互感器、四分之一平方乘法器和稳压滤波电源组成的功率变换器1、2、3，其输出端Vi1、Vi2、Vi3，与由阻容元件组成的电压总加器4的输入端Vi相连，还与由两个线性运算放大器F1、F2及其他元件组成的V－F变换器5的输入端Vi相连，V－F变换器5的输出端R15与由Ic1、Ic2及其他元件组成的分频器、由三极管组成的驱动器6的输入端IC1相连，其后接入电磁计数器7和工作指示灯11。电度表还有一个稳压滤波电源供电，供给V－F变换器5的电压为±15V，供给分频器、驱动器6的电压为＋10V。
功率变换器1、2、3中选用四分之一平方乘法器，主要是由于本电子部件成本低，精度适中，调试简便。目前国内外有采用时间分割型乘法器，精度可达0.1～0.05％，但成本高达本方案选用的四分之一平方乘法器的五倍以上，而且调试复杂。美国AD公司生产的AD530J乘法器(集成电路乘法器)，精度为1％，较为适中，但价格高，无法采用。电磁计数器7采用六位不可复位电磁计数器，这种计数器价格适中，安装方便，有较好的抗震性能，又有停电时可以保存数据功能。本方案其所以不采用常用的LED数码管显示，除了价格高外，在停电时不能保存数据，否则要另增加充电电池供电。为了适应电度表在电动机械上使用而带来的启动、停止时的大幅度负载波动以及产生的电磁干扰而造成的影响，对抗干扰能力较强的V－F变换器5所加的工作电压±15伏，经过电源稳压滤波后供给。对抗干扰性能稍差的又容易对计数有直接影响的分频器的电源(＋10伏)再进行滤波供给。经试运行证明它的抗干扰性能完全满足使用要求。它的供电电源具体线路如图2b所示。
图3和图4为电子元件安装图。
本实用新型电度表的结构分为三大部件底板、乘法器板和V－F变换器分频器板。在底板上安装三只电压互感器和三只电流互感器，乘法器板上安装两只参数完全相同的乘法器，另一块板上安装一只乘法器、V－F变换器、分频器和驱动器。三块板之间通过套筒和螺杆连接并固定。
本实用新型的主要部件的设计参数或选用件如下电流互感器选用高导磁率冷轧取向硅钢片带围绕成OD型铁芯，尺寸为OD20／32×10。初级电流5A，次级电流取15mA，负载电阻100Ω。匝数比为3／1000。
电压互感器由于输入电压变化范围小，所以要求比电流互感器要求低，铁芯选用冷轧硅钢片即可，其厚度为0.35m／m，铁芯截面积为15×14(mm2)，初级为5000匝，线径为0.1m／m，次级Ⅰ、次级Ⅱ为38匝、线径为0.12m／m。
四分之一平方乘法器它是一种二极管－电阻转换网络，这种网络可以对任何单调变化的函数进行复制。经过试验网络节数n取8，电阻选用精密金属电阻，精度为0.5％，二极管用2CP12。
V－F变换器、分频器、计数器采用LF353双运放作为线性放大器，分频器选用CD4060器件，驱动器选用中功率硅三极管3DK4驱动电磁计数器动作。
本实用新型实施后，节电4％以上，电度表造价低，推广面宽，经济效益显著。
权利要求1.一种防震电子电度表由电磁元件、铝质圆盘、阻尼磁钢和计数器组成，其特征在于它的测量部分采用了由功率变换器1、2、3、电压总加器4、V-F变换器5、分频器、驱动器6和工作指示灯11组成的电子线路，并配以电磁计数器7，其接配关系为由电压互感器、电流互感器、四分之一平方乘法器和稳压滤波电源组成的功率变换器1、2、3，其输出端Vi1、Vi2、Vi3，与由阻容元件组成的电压总加器4的输入端Vi相连，并且还与由两个线性运算放大器F1、F2及其他元件组成的V-F变换器5的输入端Vi相接，V-F变换器5的输出端R15与由IC1、IC2及其他元件组成的分频器、由三极管组成的驱动器6的输入端IC1相连，其后接入电磁计数器7和工作指示灯11，整个电度表由稳压滤波电源供电，供给V-F变换器5的电压为±15V，供给分频器、驱动器6的电压为+10V。
2.根据权利要求1所述的电度表，其特征在于它的功率变换器1、2、3中的电流互感器铁芯尺寸为20／32×10，初级电流为5A，次级电流为15mA，负载电阻为100Ω，匝数比为3／1000，电压互感器铁芯截面积为15×14(mm2)，初级为5000匝，次级Ⅰ、Ⅱ均为38匝。
3.根据权利要求1所述的电度表，其特征在于二极管－电阻网络网节为8，电阻精度为0.5％的金属膜电阻。
专利摘要本实用新型提供了一种结构简单，成本低的防震电子电度表，适用于较强震动的电动机械设备。它采用电子线路与电磁计数器相配合的新方案，测量部分设计有功率变换器，电压总加大、V-F变换器、分频器、驱动器，计量部分采用电磁计数器。新方案的特点是抗震能力强，停电期间数据不丢失，并消除电度表安装倾斜度和机械负载对电度表的影响。
文档编号G01R21/00GK2071343SQ9020123
公开日1991年2月13日 申请日期1990年2月8日 优先权日1990年2月8日
发明者翁金山, 杨和平, 唐伟瑾, 曹秀珍 申请人:机械电子工业部上海电器科学研究所