专利名称：一种节能型单相电子电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用电子技术准确计量各种用电器所消耗电能的计量仪器，属于电子测量仪表领域。
目前普通家用感应式单相电度表因电压线圈一直并接在电源线上，不管用户是否用电，电压线圈都在白白地耗着电，每个电表每月都要耗电一度电以上，全国每月仅电度表电压线圈的耗电量就达几亿度，一年就是几十亿度电，这是一个相当惊人的能源浪费。同时普通家用感应式单相电度表灵敏度太低，如3A单相电度表的转盘起动功率就需要3.3W，而低于3.3W的用电功率，转盘根本就不转动，电度表就不计度，就可以不交电费，这对于国家的损失是相当大的。另外，普通家用感应式单相电度表的最小使用功率太高，如3A单相电度表最小使用功率为33W，如果用电器小于33W，电度表的计度精确度就非常低，要么多计度，要么少计度，这对于国家或用户都是不公平的。同时，普通家用感应式单相电度表还要使用大量的贵重有色金属，造成很大的资源浪费。
本实用新型所述的节能型单相电子电度表的发明目的是利用现代电子技术降低每个电度表的耗电量，提高电度表的灵敏度和计度精确度，更加科学准确地计量各种用电器所消耗的电能。
本实用新型所述的节能型单相电子电度表是由电度表外壳(1)、取样头(2)、集成电路控制测量器(3)、步进电机计度器(4)、和稳压电源(5)等组成，其集成电路控制测量器(3)是由电压取样放大器(6)、电流取样放大器(7)、四象限时间分割乘法器(8)和电压——频率转换器(9)连接构成。步进电机计度器(4)是由微功耗步进电机(10)、齿轮组(11)和数码转轮(12)连接构成，稳压电源(5)的输入由一高压小电容降压供电，经两级稳压向电表供电。
本实用新型所述的节能型单相电子电度表采用的都是普通电子元器件，可节省大量的有色金属，由于经过了精心巧妙的设计，整机空耗极小，每月耗电小于0.05度，另外其精度高，可达到一级，灵敏度高，启动功率小于0.2W，最小使用功率小于1W，过载性能好，可过载四至六倍，电压适应范围宽，在100V－280V电压范围内，不影响精度，其电路简洁，体积轻巧，成本低。
下面对照附图对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型实施例的结构示意图；图2为本实用新型实施例的电路方框图；图3为本实用新型实施例的电路工作原理图。
电子电度表外壳(1)主要是由显示窗(13)、绝缘接线端子(14)组成，由取样头(2)拾取的电流和电压信号送到集成电路控制测量器(3)的输入端，集成电路控制测量器(3)则根据电流和电压信号及其相位关系，按照有功功率的关系式P＝Kuicos
进行放大运算，输出一串与有功功率成正比的脉冲，再由这一脉冲串激励微功耗步进电机(10)带动齿轮组(11)和数码转轮(12)，直接显示出电能量，从而完成了对用电负荷所耗电能的准确计度。
本实用新型节能型单相电子电度表的电路方框图是由以下部分组成电压取样放大器(6)、电流取样放大器(7)、四象限时间分割乘法器(8)、电压——频率转换器(9)、步进电机计度器(4)、稳压电源(5)。
电阻R1、R2串联后直接接在220V交流电源上，从a点取出电源电压的分压值，再送入由A1等电路组成的电压放大器(6)进行电压信号的放大，放大后的电压信号通过R6送到由A2、A4、VT1、VD3、VD4、VD5等电路组成的四象限时间分割乘法器(8)的电压输入端D。负载的电流信号是通过RS取样，从b点取出负载电流的压降值，然后经过R12、VD1、VD2保护电路送入由A3等电路组成的电流放大器(7)进行微压降信号的放大，放大后的负载电流的压降信号通过R16送到四象限时间分割乘法器(8)的电流输入端i。四象限时间分割乘法器(8)则根据由u端输入的电压信号的大小，和由i端输入的电流信号的大小，以及u、i之间的相位关系，即功率因数cos
的大小，按照有功功率P＝Kuicos
关系式进行运算求出有功功率信号VP来，从P端输出。VP再经过R20，C2的滤波，送入由A5、A6、VT2、C4、VD6等电路组成的电压－频率转换器(9)进行转换，使有功功率VP与振荡脉冲的频率成正比。脉冲信号从C点输出，直接推动步进电机计度器(4)中的微功耗步进电机(10)，由微功耗步进电机(10)带动齿轮组(11)和数码转轮(12)进行准确计度，从而完成了对电能的计量。稳压电源(5)是由一高压小电容C5直接接在交流电源上实行降压供电，因而整机消耗功率极小。再经过VD7、VD8整流及VD9－VD12，C6－C9，R29－31两级稳压滤波后，输出正负双电源供整机工作，从而确保了整机工作的高度稳定性。
权利要求1.一种节能型单项电子电度表是由外壳(1)、取样头(2)、集成电路控制测量器(3)、步进电机计度器(4)和稳压电源(5)组成，本实用新型的特征在于集成电路控制测量器(3)是由电压取样放大器(6)、电流取样放大器(7)、四项限时间分割乘法器(8)和电压-频率转换器(9)组成，步进电机计度器(4)是由微功耗步进电机(10)、齿轮组(11)、数码转轮(12)组成，稳压电源的输入由一高压小电容降压供电，经两极稳压措施向整机提供供电电源。
2.根据权利要求1.所述的节能型单项电子电度表，其特征在于四项限时间分割乘法器(8)是由集成运算放大器组成的振荡器、相敏放大器和开关门等电路构成。
3.根据权利要求1.所述的节能型单项电子电度表，其特征在于电压－频率转换器(9)是由集成运算放大器组成的积分器和比较器等电路组成。
专利摘要本实用新型涉及一种利用电子技术准确计量各种用电器所消耗电能的计量仪器，它是由外壳(1)，取样头(2)，电压取样放大器(6)、电流取样放大器(7)、四项限时间分割乘法器(8)和电压—频率转换器(9)组成的集成电路控制测量器(3)，微功耗步进电机(10)，齿轮组(11)、数码转轮(12)组成的步进电机计度器(4)和稳压电源(5)构成。使用它可大大降低每个电度表的耗电量，提高其灵敏度和精确度，更加科学准确地计量各种用电器所消耗的电能。
文档编号G01R21/06GK2165451SQ93206399
公开日1994年5月18日 申请日期1993年3月19日 优先权日1993年3月19日
发明者王保民, 刘改名 申请人:王保民, 刘改名