专利名称：卡式电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用户缴费用电的卡式电度表。
目前使用的感应式电度表、电子式数字电表或投币式电度表均无法摆脱人工查表收费或人工统计用电收费的现状。现在使用的电度表和实行的人工逐户统计用电及收费的办法不仅效率低，误差大，费工，费时，而且还严重地存在着偷电、拖欠电费和漏交电费等现象，同时也不便于供电管理部门的管理。
本实用新型的目的是提供一种卡式电度表，适用于采用购电制的区域。用电前，用户持电卡到供电管理部门购电，供电部门的管理人员使用写卡机将该用户的密码，购得的电量写入电卡；然后用户只需将电卡带回插入自家的卡式电度表的电卡插槽数秒，电卡中购得的电量等内容就自动录入卡式电度表内，此时即可正常用电。卡式电度表也能自动完成表中剩余电量和新购电量的累加。当用户用完所存的电量时，卡式电度表自动切断用户电源，迫使用户重新购电。写卡机在为用户写电卡过程中，能自动储存该用电户的购电、用电情况，并可进行统计分析。这样就克服了目前用电管理办法所存在的缺点，也便于供电部门的供电管理。
本实用新型的主要构成包括电卡［1］和电度表［2］两部分。电度表［2］包括机电转换装置［21］、机械传动装置［22］、转换开关［23］、单片机系统［24］、用电控制开关［25］、电源［26］、外壳［27］和电卡插槽［28］。电度表［2］中的机电转换装置［21］、机械传动装置［22］、转换开关［23］、单片机系统［24］、用电控制开关［25］、电源［26］均装于外壳［27］内。外壳［27］上设有电卡插槽［28］，电卡［1］可自由地插入电卡插槽［28］或从中拔出。
本实用新型的优点是把电能变成了先买后用的商品。用电前，用户持电卡到供电管理部门购电，供电部门的管理人员用写卡机将用户的密码，需购的电量写入电卡，同时写卡机自动储存用户的购电用电情况，然后用户只需将电卡带回插入自家的卡式电度表的电卡插槽中即可正常用电。一户一卡，不能通用。用户可根据所购的电量自己控制用电情况，可节能省电。当用户用完所购的电量后，电度表自动切断电源，迫使用户重新购电。这样可以杜绝偷电、拖欠电费和漏交电费等现象，同时也便于供电部门的供电管理。
图1为电度表［2］的结构示意图图2为电度表［2］的原理框图图3为电度表［2］的电路原理图图4－1为利用光电元件［23.1］的转换开关［23］电路原理图图4－2为利用霍尔元件［23.2］的转换开关［23］电路原理图图4－3为利用簧片开关［23.3］的转换开关［23］电路原理图本实用新型的最佳实施方案为本实用新型包括电卡［1］和电度表［2］两部分。电度表［2］包括机电转换装置［21］、机械传动装置［22］、转换开关［23］、单片机系统［24］、用电控制开关［25］、电源［26］、外壳［27］和电卡插槽［28］。电度表［2］中的机电转换装置［21］、机械传动装置［22］、转换开关［23］、单片机系统［24］、用电控制开关［25］、电源［26］装于外壳［27］内，外壳［27］上有电卡插槽［28］，电卡［3］可自由地插入电卡插槽［28］中。机电转换装置［21］是利用电磁感应原理将用电量转换成铝质圆盘的转动，可以直接利用现有的感应式电度表的原理和结构。机械传动装置［22］将圆盘的转动按一定比例递减为低速转动，可采用一般的齿轮传动分几级减速，其传动比以末级齿轮［22.1］每转一圈对应的用电量大于0.1度，小于10度为佳，对于大用电户该值可提高。末级齿轮［22.1］装有一个小遮光物［22.2］，以备利用光电元件［23.1］组成的转换开关［23］使用；也可以装有一小永久磁钢［22.3］，以备利用霍尔元件［23.2］或簧片开关［23.3］组成的转换开关［23］使用。转换开关［23］感受机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］上的遮光物［22.2］或永久磁钢［22.3］的运动，因而将末级齿轮［22.1］的转动圈数转换为单片机系统［24］的通电次数，即末级齿轮［22.1］每转一圈，单片机系统［24］通电运行一次，平时断电。转换开关［23］可用以下几种方法实现。
(1)图4－1为利用光电元件［23.1］的转换开关［23］电路原理图。图中D1、D2为两光电元件，D1为红外发射管，D2为红外接收管。DG为一个PNP三极管［23.4］，其发射极接电源［26］，电压为V。集电极接单片机系统［24］电源端。A1为放大整形电路［23.5］。机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］每转一圈，末级齿轮［22.1］上的遮光物［22.2］从D1，D2间通过一次，使D1发出的光照射不到D2上，引起红外接收端输出电压变化，使DG导通，单片机系统［24］通电运行一次。
(2)图4－2为利用霍尔元件［23.2］的转换开关［23］的电路原理图。图中A3为霍尔元件［23.2］，DG为一个PNP三极管［23.4］，其发射极接电源［26］输出，电压为V。集电极接单片机系统［24］电源端。A2组成放大整形电路［23.6］。机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］每转一圈，末级齿轮［22.1］上的永久磁钢［22.3］接近霍尔元件［23.2］A3一次，使霍尔元件［23.2］A3输出电压变化，经A2放大整形后导通DG，单片机系统［24］通电运行一次。
(3)图4－3为利用簧片开关［23.3］的转换开关［23］的原理图。簧片开关［23.3］一端接电源［26］输出，电压为V，另一端接单片机系统［24］电源端。平时簧片开关［23.3］两极分离，单片机系统［24］没有电。机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］每转一圈，末级齿轮［22.1］上的永久磁钢［22.3］接近簧片开关［23.3］一次。此时簧片开关［23.3］的两极被磁化、吸合，单片机系统［24］通电运行一次。
单片机系统［24］由单片机芯片(可以选80C31)和一个在线可擦写、掉电不丢失数据的存储器构成，单片机系统［24］每通电一次相当于用户用过了一定的电量，此时单片机将存储器内存的剩余电量数减掉用过的电量，并判断现剩余电量是否为零。如为零，则向用电控制开关［25］发出信号，切断用户电源，迫使用户重新购电。上述存储器可选用串行E2PROM芯片，单片机的I／O口(输入输出口)模拟串行E2PROM的读写，完成对存储器的读写。用电控制开关［25］可选用通用微型大功率继电器，由单片机的端口进行控制。电卡［1］由在线可擦写，掉电不丢失数据的存储器装在插板上构成，存储器可采用串行E2PROM芯片。插板上有与电卡插槽［28］相对应的金手指，当电卡［1］插入电卡插槽［28］则电卡［1］上的存储器与单片机系统［24］相联，单片机系统［24］即可对电卡［1］读写。用户携带电卡［1］到供电管理部门购买电字，按购电量缴费后，用电管理人员使用写卡机(售电管理系统)在电卡［1］内写入用户密码和续购的用电量。写卡机由通用微机系统和专用接口电路构成。专用接口电路上有电卡插槽。通用微机系统通过其主机内部的扩展槽与专用接口电路相联，并通过专用接口电路完成对电卡［1］的读写，并对用户的用电情况进行统计。写卡机的通用微机系统中配置售电管理软件，自动完成各用电户的购电用电情况统计，在写电卡［1］时会自动将此次购电情况存入该用户统计表。用户购电后，只需将该电卡［1］插入自家的卡式电度表［2］的外壳［27］上的电卡插槽［28］内数秒，卡式电度表［2］即可自动识别电卡［1］上的密码和用电量，并将新购用电量存入单片机系统［24］内的在线可擦写，掉电不丢失数据的存储器(串行E2PROM)中，并在存入时自动将新购电量和原表内剩余电量累加。电卡［1］插入电卡插槽［28］，当看到表上一指示发光二极管亮后即可拔出，此时电卡［1］内容已存入单片机系统［24］，电卡［1］中的电量被清除。电源［6］将220V交流电转换为单片机系统［24］，转换开关［23］和用电控制开关［25］所需的直流电。可采用一般的变压器加集成稳压块的形式构成。电卡插槽［28］可选用位数较少的微机总线槽。
本实用新型适用于采用购电制的区域。用电前，用户持电卡到用电管理部门购电，用电管理人员使用写卡机将该用户的密码及购电量写入电卡，写卡机同时自动将该用户的用电情况统计储存，写卡机内售电管理软件完成各用户的用电购电情况的统计。用户将电卡插入自家的卡式电度表的电卡插槽中即可正常用电。当用户用完所购的电量时，电度表自动切断电源，迫使用户重新购电。在供电管理中使用本卡式电度表可杜绝拖欠电费和漏交电费等现象，节省人力、物力，并可根除电费收缴中的人情关系。同时也便于供电部门的集中统计管理。
权利要求1.一种卡式电度表，其特征在于它包括电卡[1]、电度表[2]；电度表[2]包括机电转换装置[21]、机械传动装置[22]、转换开关[23]、单片机系统[24]、用电控制开关[25]、电源[26]、外壳[27]和电卡插槽[28]。
2.如权利要求1所述的卡式电度表，其特征在于电度表［2］中的机电转换装置［21］、机械传动装置［22］、转换开关［23］、单片机系统［24］、用电控制开关［25］、电源［26］均装于外壳［27］内，外壳［27］上有电卡插槽［28］，电卡［1］可以方便地插入电卡插槽［28］中。
3.如权利要求1所述的卡式电度表，其特征在于电度表［2］中的机械传动装置［22］为多级齿轮降速传动，末级齿轮［22.1］上装有一遮光物［22.2］或一小永久磁钢［22.3］。
4.如权利要求1所述的卡式电度表，其特征在于电度表［2］中的转换开关［23］包括光电元件［23.1］(红外发射管、红外接收管)，一个PNP三极管［23.4］和信号整形电路［23.5］，PNP三极管［23.4］的发射极接电源［26］输出，集电极接单片机系统［24］电源端，机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］每转一圈，末级齿轮［22.1］上的遮光物［22.2］从红外发射管和红外接收管间通过一次，引起红外接收端输出电压变化，经整形电路［23.5］后使PNP三极管［23.4］导通，单片机系统［24］通电运行一次。
5.如权利要求1所述的卡式电度表，其特征在于 电度表［2］中的转换开关［23］包括霍尔元件［23.2］、一个PNP三极管［23.4］和信号整形电路［23.6］，PNP三极管［23.4］的发射极接电源［26］输出，集电极接单片机系统［24］电源端，机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］每转一圈，末级齿轮［22.1］上的小永久磁钢［22.3］接近霍尔元件［23.2］一次，使霍尔元件［23.2］输出电压变化，经放大整形电路［23.6］使PNP三极管［23.4］导通，单片机系统［24］通电运行一次。
6.如权利要求1所述的卡式电度表，其特征在于 电度表［2］中的转换开关［23］包括簧片开关［23.3］，簧片开关［23.3］一端接电源［26］输出，另一端接单片机系统［24］电源端，平时簧片开关［23.3］两极分离，单片机系统［24］没有电，机械传动装置［22］的末级齿轮［22.1］每转一圈，末级齿轮［22.1］上的永久磁钢［22.3］接近簧片开关［23.3］一次，此时簧片开关［23.3］的两极被磁化、吸合，单片机系统［24］通电运行一次。
专利摘要一种用于居民缴费用电的卡式电度表，它由电卡和电度表组成。电度表包括机电转换装置、机械传动装置、转换开关、单片机系统、用电控制开关、电源、外壳和电卡插槽。在供电管理中使用该卡式电度表基本上可以杜绝拖欠电费，漏收电费等问题，并可根除电费收缴中的人情关系，同时也便于供电部门的集中统计管理。
文档编号G01R11/56GK2189746SQ94212259
公开日1995年2月15日 申请日期1994年5月18日 优先权日1994年5月18日
发明者王宗义, 黄世斌 申请人:哈尔滨船舶工程学院高新技术产业公司