专利名称：电子式多用户智能电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电功率测量和计算机应用领域。
目前国内外住宅、工厂和试验室等有关用电单位，多数采用感应式电度表计量有功电量，一般都是一户一表制。
日本特许公报昭55-75652、特原昭53-148937、出原昭53(1978)12月1日公开的《多数户用电力量计》发明专利中，对电度表进行了重大的改进。其技术方案是利用一个电压变送器检测公共电源的电压将电源电压瞬时值幅度信号变成脉冲信号构成脉冲幅度调制器，负荷的电流通过电流变送器检测出来，这个信号通过脉冲幅度调制器的开关，得到与各用户功率成比例的电流，这是由时分割乘法器实现的，然后通过电流-频率转换器将电流值转换为频率，再经过分频器最后进行计数显示。这样实现了用一个电压线圈代替多个电压线圈，达到了节省空间和费用的目的。
现有技术中存在的主要缺陷是·在三相电源中，取单相供电造成电力系统负荷不对称。
·在使用中，如果用户的电流过大，电流变送器会出现饱和状态，造成波形失真，计算误差大，不能修正。
·在现有电度表基础上实现分时计价，成本会成倍增加。·功能单一，只能记录电量值，不能与现代的微机管理系统协调工作。
·每一个用户都要配有一套计量记录系统，如脉冲幅度调制器开关，时分割乘法器，电流-频率转换器，分频器，计数显示等，使用的器件与部件多，用途单一，成本高。
本实用新型的目的就是采用现代微电子技术和计算机技术对传统的电度表进行更新改造。
采用三相电源以负荷均衡的方式给用户供电。采用微处理器和计算机技术实现电度表的多功能和智能化与现代化微机管理系统协调统一。
·本实用新型的技术方案是以微处理器为核心由信号采集输入系统、数据处理运算控制系统和输出显示系统组成。为了实现多功能和与微机管理系统协调配套，设有功能键、日历显示、抄表微机插孔、校表插孔等。
一、信号采集输入系统为使三相电源负荷均衡、按用户数量分成三组，分别从A、B、C三相供电取样，在每相电源中使用一个电压互感器，每个用户使用一个电流互感器。然后进行极性变换、滤波、限幅后，进入多路开关经过模数转换后，该系统将采集的信号送入微处理器。
二、数据处理运算控制系统该系统是由微处理器(CPU)等芯片和软件共同完成。
三、输出显示系统由抄表电路单元、驱动电路单元、液晶显示电路单元、校表电路单元、日历时钟电路单元等部分组成。为使显示器件有更长的使用寿命和节电的目的，利用软件和功能按键相配合，实现5-10分钟时间间隔无人操作时，电度表自动停止显示。
为了确保电量等信息不丢失，表内有掉电保护RAM和可改写的EEPROM存贮器。
为了分时计电，本方案采用了日历时钟芯片，读取方便不占用CPU过多的时间。
为了提高电度表的抗干扰性能，外壳采用了双层屏蔽，电流采用抗干扰器件，隔离干扰信号进入微处理器，在软件上采用数字滤波，多区存贮校核，数据自检等措施。
为实现电度表的智能化，由微处理器的软件部分予以保证。
可随时通过功能键，显示用户的电量值和供电部门要求的各项信息，利用CPU内部的四根高速输入线通过识别判断其电平的变化实现按键功能。
图1、电子式多用户智能电度表外型图图2、电子式多用户智能电度表安装主机板结构示意图图3、电子式多用户智能电度表安装付机板结构示意图图4、电子式多用户智能电度表电路图1、底座2、上盖3、4、5、6、7安装固定架8、密封圈9、显示板10、复位键11、校表插孔12、按键A
13、按键B14、按键C16、按键D16、抄表插孔17、接线盒18、零线输入孔19、A相电源输入孔20、B相电源输入孔21、C相电源输入孔22-45用户负荷线(24户)输入孔22-29(A1-A8)8户30-37(B1-B8)8户38-45(C1-C8)8户46、主机板47、微处理器CPU芯片48、安装用固定螺钉共4个49、付机板50、安装用固定螺钉共4个51、直流电源(SP)52、电压互感器共3个63、电流互感器共24个64、接线端子结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步描述以微处理器(单片机)为核心的技术方案，其数据处理过程中有功功率采用平均功率的概念，即 24户多功能分时电度表，A、B、C三相各用一个电压互感器(PT)原边电压有效值为260V，付边电压为2.5V峰值，每相用户为8个。电流互感器(CT)每户一个共24个，原边额定电流为10A付边加可调电阻变为2.5V峰值电压信号，利用直流参考电压2.5V使交流信号提高2.5V。在最大负荷下，信号变成0-5V脉动信号，滤波电容1000PF，滤波电阻1KΩ，利用1个普通稳压管实现限幅。A、B、C每相采用一个CD4051型8∶1多路模拟开关，在8255并行接口芯片控制下实现选取24户中的1户的电流信号，同时8255控制液晶器件的显示，CPU采用8098芯片，程序存贮器采用一片2764型EPROM，程序空间达16K，数据存贮器采用一片6264型RAM和一片2864型EEPROM，使数据容量达到32K，抄表插孔使用8098CPU内部串行口，校表插孔使用CPU内PWM外加脉冲展宽电路74LS123芯片，4个按键采用CPU内部高速输入线接上拉电阻。HSI0、HSI1、HSI2、HSI3。
为实现分时计电，本实用新型使用了DS1216日历时钟芯片，读取时间方便，不占用CPU过多的时间。
电度表上的电子元器件分别装在主机板(46)付机板(49)上。付机板(49)用螺钉(50)装在底座(1)上，再将主机板(46)用螺钉装在付机板(49)的上边、用螺钉(48)固定在底座(1)上，显示板(9)装在上盖(2)上，用导线与主机板(46)相连接。零线(18)和A、B、C三相电源及用户负荷线(19～45)通过输入孔与相应的各接线端子(54)相连接。盖好上盖(2)在上盖固定孔(3，4)上装紧螺钉。再通过安装固定架(5，6，7)安装在电度表箱上。
以MCS-96系列8098单片机为核心的电度表基本性能有能按自然顺序自动循环显示用户号，电量指示数，日历，脉冲数量，相应的用户状态等多种信息；能手动查询或检索用户的有关信息；数据追忆，表内部存贮所有用户上月和本月每日用电信息；具有与用户电能值成正比的高频和底频两种脉冲输出供校表用；根据显示数可以判断用户号和接线的对应关系；具有一定的自检功能并显示检测结果。
主要技术指标精度1.0级；存贮容量，程序存贮器8K字节，数据存贮器16K字节；EEPROM 8K字节，RAM 8K字节；显示器采用双行5×7点阵液晶显示器，每行16字符；4个按键，两个插孔供抄表和校表时用；采用串行通讯接口波特率为2000B；电源供电交流220V经整流的开关电源共3路直流输出+12V、-12V、+5V，备用电源为锂电池，当系通掉电时，保持RAM中的数据及保证日历芯片正常运行；整机消耗功率不大于10W；电流量程为0-10A；高频脉冲输出为1000CH/KWh，低频脉冲100CL/KWh；环境相对湿度不大于85％、环境温度在-10～+50度之间应安装在无振动、无冲击、无强磁场和无腐蚀本实用新型使用的电子元器件见电子元器件明细表1、2本实用新型的优点和积极效果是1、采用三相电源以负荷均衡的方式为多用户供电；2、与目前使用的电度表一户一表制相比较，可节省21个电压线圈，节省电能，每月可节能21KW.h；3、计量精度高；4、一表多功能，除计量用电外，还能分时计价；5、由于采用了单片机不用手抄电量，可以采用抄表微机，为电力管理现代化提供了良好的条件；6、由于表的新结构，管理方式的变化，可防止用户窃电。本实用新型新制造的产品是属于更新换代的产品，是采用现代电子技术和计算机技术改造传统业的一个典型。其经济效益和社会效益都是非常好的。
电子元器件明细表1
电子元器件明细表权利要求1.一个由底座(1)、上盖(2)、密封圈(8)、显示板(9)和按键(10，12，13，14，15)等组成的电子式多用户智能电度表(以下简称电度表)其特征在于在底座(1)上装有主机板(46)，付机板(49)，在主机板(46)上装有微处理器CPU芯片(47)。
2.如权利要求1所述的电度表，其特征在于在付机板(49)上装有直流电源(51)、电压互感器(52)、电流互感器(53)。
3.如权利要求1所述的电度表，其特征在于在显示板(9)上装有液晶显示器件U12(LCD)。
专利摘要本实用新型电子式多用户智能电能表属于电功率测量和计算机应用领域。它是由底座、上盖、密封圈、显示板、按键等组成，其特征在于在底座上装有主机板、副机板，在主机板上装有微处理器芯片。该表具有电能显示、信息检索、数据通讯等功能，它适用于电力负荷比较集中的楼房民宅和电能表比较集中的工厂、变电所等用户使用。
文档编号G01R22/00GK2232144SQ95220818
公开日1996年7月31日 申请日期1995年9月4日 优先权日1995年9月4日
发明者梁志珊, 王金利 申请人:东北电力学院电力科学研究所