专利名称：微电脑智能传感测电表的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种微电脑智能传感测电表，尤指一种可测量交流电压、交流电流、相位差、功率及用电度数并串接时间控制、记忆储存及LCD显示器，同时可透过FM无线载频接受及传送资料的测电表。
用来记录用电度数的装置属习知物品，一般称为电表。目前，世界上使用的电表大多数是机械式。机械式电表在使用上有容易造成偷电及私通工作人员导致电力公司巨额损失的各种管理缺失。兹分述如下1.偏移电表偷电此类偷电方式主要是因为旧式机械式电表采用电磁式转盘刻度方式感测刻度，当整个电表安装不正，或被故意偏移角度时，造成了磁场的偏差，而使转动速度减慢，检测的刻度不对，而造成其少付电费的目的。
2.吸铁式偷电法吸铁式偷电法也是利用旧式电表的电磁感测缺点，以固定磁铁吸附在旧式电表的外壳，以磁场互斥的原理减缓了转盘的速度，而达到少付电费的目的。
3.反接线式偷电法此类方式也是利用电磁效应控制转盘计度的缺点，当反接线后磁场效应的正负极性倒过来了，所以磁场带动的转盘当然成了反向转动，其所带动的机械式齿轮变成了反向转动，所显示的刻度反而减少而达成了少付电费的目的。
4.跨接式偷电法是一般人最常利用的方式，方法就是自行由外拉线不经过电表，此类方式通常是电工人员或懂得配电的人士才敢做的，一般人士怕触电，不敢以身犯险，因为根本不经过电表，电表无法感测电流的流量，当然没有度数显示，这种偷电方式最难处理，如果再买通下级人员装作看不到，更是令上级人员束手无策。
5.买通式偷电法一般式电表每月必须雇用大批人员到各用户去查表抄表，而此类人员大都是固定工作地区久了必与用户熟悉，如接受买通故意写低度数，一段时间再上报电表故障更换新表，神不知鬼不觉，对上级管理人员可以说完全无管制，也失掉了用户的公平性，往往将总公司的收入饱入私人口袋中造成重大管理的缺失。
本发明的目的即在于解决习用电表的缺点，而提供一种微电脑智能传感测电表，其完全采用电子式的感测方法以微处理机的公式计算法来获得正确的度数，完全没有电磁的效应，当然也没有偏移或安装不良所造成的感测错误。
本发明的次一目的在于提供一种微电脑智能传感测电表，其无磁埸效应，不受固定磁铁的干扰，偷电行为无法成功。
本发明的另一目的在于提供一种微电脑智能传感测电表，其不受磁埸干扰，不论正接反接在电子式的交流流动下，感测装置仍然正常忠实地感测及记录，在交流电的流动下电子侦测根本没有不同，可以杜绝反接式偷电。
本发明的次一目的在于提供一种微电脑智能传感测电表，其可由电力总公司到各级变电站，到一般用户全面采用电脑分时网路方式控制，各分区变电站也设大型电脑计度电表，以所属各用户串联的方式连接，变电站所测得的总度数扣除固定损耗比率应该等于各用户的度数和，而各用户智能电表可由一个载频发射转换系统控制，固定时间取得各用户使用度数，以载频方式发射一串数位讯号给变电站，而由变电站的电脑电表中的软件控制接收数位讯号与总度数核对，如果有异常状况可以透过分时网路传回电力总公司的大型电脑，发出异常讯号及显示分区地址，再由总公司上级人员派出督察员到异常状况区，以夹表方式暗夹于外线中继点测试有怀疑的用户，以比较法找出偷电用户，督察人员为不定区工作人员，如再加上抓到偷电用户的执行成功个案奖金，更可以彻底防止人为买通行为。
本发明的次一目的在于提供一种微电脑智能传感测电表，其在每一用户区已经设立了载频收发管制系统，抄表员也不用到用户家中抄表，一方面少了因用户不在家抄不到用电度数，往返多次浪费人力物力的麻烦，每月只要抄表员以车辆配备手提型电脑及小型喷墨式印表机及载频收发系统，来往于各地用户巷道发射载频指挥讯号，遥控载频管制系统发出各用户使用度数，在手提电脑的软件程序运算下换算出各用户的收费资料，在小型印表机中快速的印出每一个用户的收费单据，可以以邮寄或立刻由抄表员放入每一个用户的信箱中，抄表员回到总公司可以将手提电脑中的资料，以传输方式传入总公司大型管制电脑中建立档案管理，大型电脑同管制收费状况，以连接方式取得各地收费单位收费资料比对消案，没有收到费用者，定时列出催费通知单，邮寄用户催缴，催收不到时也可利用分时网路发出断电讯号，经过各级网路下指令给用户电表，电表也可加装断电保护装置自行执行断电指令，直到收到用户费用再执行复电指令恢复供电，反应迅速确实，给用户更方便，不必要等到缴了电费仍久不能复电，同时也使抄表收费的管制更具效率，也可减低人事费用，防止买通式偷电的人为问题，成为最公平合理的管制方案。
本发明的其它目的及特点参照下面配合附图的详细说明即可完全明白。附图中图1为依据本发明而成的微电脑智能传感测电表的硬件结构图。
图2为本发明微电脑智能传感测电表的软件流程图。
现在就配合
本发明的微电脑智能传感测电表。参见图1，依据本发明而成的电表是由硬件(HARDWARE)及软件(SOFTWARE)组成，其中硬件主要包含有微电脑处理机1(MI-CROPROC-ESSOR)、按键2(KEYBOARD)以及液晶显示器3(LIQUARDCRYSTALDISPLAY)，前者内部具有中央处理单元(CENTRALPROCESSINGUNIT)、只读存储器(READONLYMEMORY)、读写存储器(READOMACCESSMEMORY)、计时器(TIMER)、液晶显示器控制电路、输入/输出口(INPUT/OUT-PUTPORT)及串接通讯接口(SERIALCOMMUNICATIONIN-TERFACE)。
接着说明硬件结构的功能在电力线4上的电压及电流经过分压/分流回路后进入模拟/数字转换器5(ANALOG/DIGITALCONVERTER)，转换成数字讯号提供给中央处理单元作运算。运算后的资料显示在液晶显示器3上，由于微处理机1内含液晶显示器的控制电路，所以显示线路很简单显示的内容分别是ACV、ACI、COSφ及KWH等等。这些资料可由按键2来选择要看那一项。此外每个电表的编号必须是唯一的，不能与别的电表重复。所以在图上有一组IDCODEMATRIX6是作为辨识码用，而中央处理机会去读取MATRIX以了解自己的编号。当外界透过无线电传呼时，每个电表都会收到讯号，然后电表的中央处理单元会去比对这个传呼码跟自己的是不是一样，如果相同的话，就把资料整理后透过无线电发还给传呼者。此外，为防止停电时资料消失，电表内藏有充电电池7可以保存资料。
继续配合图2说明本发明的软件流程。如图所示，依据本发明而成的电表是感测在电力线上的交流电压及交流电流值，并且取得电压及电流之间的相位差角度φ，由这三个数据相乘可以得到流过电力线上的有效功率W＝V＊I＊COSφ。有效功率W乘上时间T代表在这段时间里面的用电度数，也就是KWH＝V＊I＊COSφ＊T＝W＊T。
由于电力的供应依时间不同有高、低峰之分，所以本电表也可以依不同时间区(PERIOD)把用电度数加在对应的度数里面。在流程图上我们看到的是KWH1和KWH2两项，这些资料将随即显示在萤光幕上。
硬件上的微处理机有支持串接通信接口，故程序也不断监看在串接通信口上有没有资料输入，如果进来的资料是传呼码，程序立即与自己的辨识码进行对比，如果相同的话，则把资料整理一下经由无线电传送出去给传呼者;如果是不对的传呼码就回去侦测电力线上的资料。
软件的主要功能如下1.用户的用电情况储存在内部的存储器中，可记录每日、每月的资料或由外部指令控制其储存方式。
2.电表在普通的情况下只显示当月总用电度数，当按下按键后则会轮流显示总耗电度数、尖峰用电当月度数、离峰用电当月度数、交流电压、交流电流、功率因素、有效功率及时间，最后再回到当月总用电度数。
3.所有这些资料都可以经由无线传输将资料送出去。每一个电表都有不同的辨识码，当外界的控制主机(发射台、电脑加发射机等)将辨识码发射出去后，在有效范围内的电表都会收到这个讯号，然后微处理机辨识该IDCODE是不是自己的，如果不是就不去管它，如果是的话，就把有关的资料透过无线电发射出去给接收主机。
4.本电表内部含有计时器，可规划成两个以上的时间区。依照用电需求量的高、低峰来记录用户的用电度数，到每个月的结算日时，取出各个不同时间区的用电度数来计算电费。
如上所述，依据本发明而成的微电脑智能传感测电表与习用的机械式电表相较具有如下的优点1.电表自身耗电低。
2.无表底误差由于系统查表时间一致，总表和各分表自身耗电进入自身电费，总表和各分表之和相等，在计算收费时减少很多麻烦。
3.可以自动查表(透过通讯系统)。
4.可以自动限制用电能由外部设定罚款标准，当用户超过标准供电合约时，电表自动载入罚款程序，罚款比率可由外部设定。
5.本表在加装漏电互感器后，可在电路短路情况下自动断电，防止火灾发生;也可与漏电线圈联接自动断电、漏电和人触电，制作漏电保护装置(电信电流互感器)可判断个人触电情况后断电。
6.防止用户偷电及私通工作人员(各种偷电克制方式请参阅前述的发明目的)。
除外之外，本发明也有助于电力工程的管理，兹分述如下1.输变电管理目前变电站的值班是以每六十分钟一次记录各线路的耗电情况，由于人为误差和记录时间不一致，所以各电站呈报到上一级电站的数据根本无法加在一起。本系统根本解决了上述问题，可以通过计算机无人管理变电站，适时了解用电情况并及时实施控制。
2.电力负荷遥控如果用户超负荷超额用电，或不交电费，电力公司可以遥控断电或统计罚款，有效管制及管理各地区用户，在电能不足时也可有效的控制分区限电或供电，公平合理。(加装断电装置后可经系统网路传送断电讯号处理)。
3.电力平衡通过系统查表时间一致，可以精确计算出用户耗电情况以合理设定不同收费标准的时间区和地区，使电力平衡，这叫做削峰填谷。
权利要求
1.一种由硬件及软件组成，用以改善机械式电表的微电脑智能传感测电表，将在电力线上的电压及电流经过分压/分流回路后进入模拟/数字转换器，转换成数字讯号提供给中央处理单元作运算，运算后的资料显示在液晶显示器上，可显示的内容分别是交流电压、交流电流、功率因素、有效功率及用电度数等等，且这些资料可由按键来循环显示。
2.如权利要求1所述的微电脑智能传感测电表，其特征在于，其中还包含有一组辨识码，可以辨识经由无线电系统发出的讯号，并且在辨识码与传呼码相同时，将前述的资料整理后透过无线电发还给传呼者，以保护传送频率不被解码及资料不被篡改。
3.如权利要求1所述的微电脑智能传感测电表，其特征在于，其中进一步包含有计时器，可规划成两个以上的时间区，依照用电需求量的高、低来记录用户的用电度数。
4.如权利要求1所述的微电脑智能传感测电表，其特征在于，其中还包括有充电电池，在停电时用以保存资料。
5.如权利要求1所述的微电脑智能传感测电表，其特征在于，其中电表在普通的情况下只显示当月总用电度数，当按下按键后则会轮流显示总耗电度数、尖峰用电当月度数、离峰用电当月度数、交流电压、交流电流、功率因素、有效功率及时间，最后再回到当月总用电度数。
全文摘要
一种微电脑智能传感测电表，乃将电力线上的电压及电流通过分压/分流回路后进入模拟。数字转换器，转换成数字讯号提供给中央处理单元作运算，运算后的资料包括交流电压、交流电流、功率因数、有效功率及用电度数则显示在液晶显示器上，并可由按键选择其中一项资料。前述的装置进一步可接受外界透过无线电传出的讯号，并辨识该传呼码是否与自己相同，若相同则将前述的资料整理后透过无线电发还给传呼者，由此解决机械式电表容易偷电及私通工作人员导致电力公司巨额损失的各项管理缺点。
文档编号G01R22/00GK1077799SQ9211440
公开日1993年10月27日 申请日期1992年12月7日 优先权日1991年12月7日
发明者T·普鲁威塔, 查尔斯·查昌胡 申请人:T·普鲁威塔