專利名稱：復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用戶電能測量裝置，特別是一種復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電子式復(fù)費(fèi)率電表，包括單片機(jī)、顯示電路、時鐘電路、計(jì)量模塊、電壓采樣電路、電流采樣電路、電源電路、紅外通訊電路構(gòu)成，完成單一用戶電能測量的電表。每戶一表，若分散安裝在每個用戶的家里，給查表帶來極大的不便，改進(jìn)后，將各用戶的電表集中安裝在一個地方，給查表帶來了一些方便，但要占用較大的空間，所需費(fèi)用也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有電子式復(fù)費(fèi)率電表存在之不足之處，提供一種復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置，該裝置可同時完成多用戶的每個用戶耗電量的測量。
本實(shí)用新型技術(shù)問題解決的方案是一種復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置，包括電源電路、紅外通訊電路、掉點(diǎn)檢測電路、存儲電路、時鐘電路、顯示電路，其特征在于多路電流采樣電路采集的每一路電流信號機(jī)多路電壓采樣電路采集的每一路電壓信號，輸送到單片機(jī)電路中，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換及運(yùn)算，測出每一路的電能值，具體說就是，24路電流信號采樣電路，由J3CON10、J7CON10、J8CON10，引入的24路互感電流信號，加到采樣電阻R11，R33～R45、R74～R83的一端上，采樣電阻的另一端與U4CO51、U5CO51、U8CO51組成的24路電子開關(guān)電路的輸入端X0～X7聯(lián)接，U4、U5、U8的輸出端P35與單片機(jī)U3C805/F206輸入口P3.5聯(lián)接，并將每路信號輪流切換到該單片機(jī)上，三路電壓采樣電路，由分壓電阻R58～R69分壓后送入單片機(jī)U3C805/F206的輸入口P2.4、P2.5、P2.6，并分別對應(yīng)輸入電壓的A、B、C三相，電流采樣電路中，J3插頭引入的8路電流信號與A相電壓對應(yīng)，J7插頭引入的8路電流信號與B相對應(yīng)，J8插頭引入的8路電流信號與C相對應(yīng)，上述24路電流信號、3路電壓信號經(jīng)單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換及運(yùn)算，測出每一路的電能值，并由顯示電路予以顯示。
本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置，其優(yōu)點(diǎn)是，該裝置能實(shí)現(xiàn)多用戶每個用戶耗電量的測量，節(jié)約了大量的器材，費(fèi)用大大降低，減小體積，查表極為方便，特別是用紅外檢測器，可輕松檢測每個用戶的耗電量，用戶也可隨時在顯示器上對應(yīng)自家的戶號，觀察用電情況，便于控制用電，節(jié)約用電。由于該裝置采用橫進(jìn)縱出方式，結(jié)構(gòu)合理可靠，能有效防止竊電情況的發(fā)生。


附圖1是本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置方框圖。
附圖2是本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置顯示電路圖。
附圖3是本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置時鐘電路、電源電路、紅外通訊電路、單片機(jī)、存儲器、電壓采樣電路、掉電檢測電路原理圖。
附圖4是本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置開關(guān)電路、電流采樣電路原理圖。
附圖5是本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置電壓、電流采樣構(gòu)成圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置加以詳細(xì)的描述如圖1所示，復(fù)費(fèi)率24路電能測量裝置原理方框圖，包括含有高速A/D轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)為核心的部件，一套顯示電路、時鐘電路、存儲電路、電源電路和紅外通訊電路，還包括三路電壓采樣電路、24路電流采樣電路和24路電子切換開關(guān)構(gòu)成。采用高速采樣和運(yùn)算的方式，結(jié)合時鐘電路，完成對24路用戶的每一用戶的分時用電量的測量，并在顯示電路中輪流顯示。
如圖2所示，顯示及鍵盤電路由U1芯片ZLG7289與周圍配套元件及DS1、DS2、DS3、DS4及D1～D4指示燈構(gòu)成。ZLG7289與單片機(jī)信息交換通過/CS、CLK、D10、/KEY口完成。鍵盤操作通過JI的1、2、3、4、5、6腳完成。
如圖3所示，電源電路由U6及周圍電路、電阻、電容濾波電路構(gòu)成，送出5V轉(zhuǎn)換成3.3V供單片機(jī)用。紅外通訊電路由U2、Q1、Q2、Q3及D5構(gòu)成，其中Q3為紅外接收管，D5為紅外發(fā)射管構(gòu)成。Q3將信號送到單片機(jī)RXD引腳，通訊信號通過TXD送到Q2的基極，作為串口通訊輸入控制信號，P1.7送出控制信號控制U2震蕩分頻后，將38KHZ的信號送到Q1的基極。單片機(jī)U3C805/F206，它內(nèi)含12位高速A/D轉(zhuǎn)換器，結(jié)合軟件和外圍部件，完成全部功能，J6為仿真調(diào)試口。存儲U11，X5045為EEPROM存儲器，在掉電情況下仍能保存計(jì)量的信息不丟失。由單片機(jī)的/NS8、MOS1、MISO、SCK與X5045交換信息。電壓采樣電路，由分壓電阻R58～R69及U9、U10基準(zhǔn)電路構(gòu)成，三路電壓信號經(jīng)分壓后送入單片機(jī)P2.4、P2.5、P2.6引腳。U9、U10基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生1.24V和2.48V電壓，供單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換時用。掉電檢驗(yàn)電路，由R96、R97、C54組成，外部電源失電，它將此信號送入單片機(jī)P1.3引腳，完成數(shù)據(jù)保存工作。
如圖4所示，電子開關(guān)電路由U4、U5、U8組成24路電子開關(guān)電路，單片機(jī)的P0.2、P0.3、P0.4作為U4、U5、U8的片選信號，P0.5、P0.6、P0.7作為電子開關(guān)的地址信號，控制電子開關(guān)將電流信號切換到單片機(jī)的P3.5引腳。電流采樣電路，由J3、J7、J8引入的電流互感信號，加到24路與之相連的采樣電阻上，經(jīng)RC濾波后，送到電子開關(guān)的輸入端。D10、D11、L1、C59為防干擾電路。
如圖5所示，電壓、電流采樣過程，進(jìn)線為三相四線母線排，從母線上分流到各出現(xiàn)端口的螺栓上，串進(jìn)一個電流互感器，電壓信號從三相母線上引到三個變壓器上，變壓器9V供電路板使用，3V作為采樣信號送入單片機(jī)。
電壓采樣電路中，單片機(jī)的P2.4、P2.5、P2.6，分別對應(yīng)輸入電壓的A，B，C三相。電流采樣電路中，J3插頭引入的8路電流信號，與A相電壓對應(yīng)。J7插頭引入的8路電流信號與B相電壓對應(yīng)。J8插頭引入的8路電流信號與C相電壓對應(yīng)。由于輸入的是交流信號，電壓與電流輸入信號的中線都接在基準(zhǔn)電壓1.24V上，信號就在1.24V的基線上正負(fù)變化，由于單片機(jī)內(nèi)帶有12位A/D轉(zhuǎn)換器，每個對外1/0接口都可以設(shè)置成為A/D轉(zhuǎn)換的入口，三相電壓輸入口P2.4，P2.5，P2.6，電流輸入口P3.5和基準(zhǔn)電壓1.24V的輸入口P1.4都設(shè)置成A/D轉(zhuǎn)換輸入口。當(dāng)外來信號加到A/D轉(zhuǎn)換的輸入口上時，單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換功能將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算。電子開關(guān)的作用就是將電流采樣回路的24路信號，輪流切換到單片機(jī)的P3.5入口上，當(dāng)J3口上的H1電流信號切入時，就要與A相電壓當(dāng)前輸入信號進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生的電功率就保存在第一戶對應(yīng)時段累加器中。當(dāng)J7口上的H2電流信號切入時，就要與B相電壓當(dāng)前的輸入信號進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生的電功率就保存在第2戶的對應(yīng)時段累加器中。當(dāng)J8口上的H3電流信號切入時，就要與C相電壓當(dāng)前的輸入信號進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生的電功率就保存在第3戶的對應(yīng)時段累加器中。以此類推，完成24戶的全部運(yùn)算。
單片機(jī)的P3.4口輸出檢定脈沖，可通過J1的JPMC口送出供計(jì)量檢定用。D9為發(fā)光二極管，可供觀察檢定脈沖的輸出狀態(tài)。
顯示電路對24路用戶的峰電量，谷電量，平電量，總電量輪流顯示出來，顯示方式為每2秒切換顯示一次。
單片機(jī)將當(dāng)前輸入的電壓信號，電流信號進(jìn)行高速采樣，A/D轉(zhuǎn)換，并根據(jù)電壓、電流的同步幅度進(jìn)行相乘運(yùn)算，得到瞬時有功功率，在每一個周波內(nèi)連續(xù)采樣運(yùn)算40次，將有功功率相加后得到電能信號，并根據(jù)當(dāng)前用戶的戶號，當(dāng)前運(yùn)行時間，將電能累加到對應(yīng)時段的存儲單元中。由于計(jì)算速度特別快，在一秒鐘內(nèi)就能完成對三路輸入電壓，24路輸入電流信號，每路40次采樣，運(yùn)算，累加，存儲的全部功能。完成了對多用戶的多時段用電量的測量。
權(quán)利要求1.一種復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置，包括電源電路、紅外通訊電路、掉點(diǎn)檢測電路、存儲電路、時鐘電路、顯示電路構(gòu)成，其特征在于24路電流信號采樣電路，由J3CON10、J7CON10、J8CON10，引入的24路互感電流信號，加到采樣電阻R11，R33～R45、R74～R83的一端上，該采樣電阻的另一端與U4CO51、U5CO51、U8CO51組成的24路電子開關(guān)電路的輸入端X0～X7聯(lián)接，U4、U5、U8的輸出端P35與單片機(jī)U3C805/F206輸入口P3.5聯(lián)接，3路電壓采樣電路，由分壓電阻R58～R69分壓后送入單片機(jī)U3C805/F206的輸入口P2.4、P2.5、P2.6。
專利摘要一種復(fù)費(fèi)率多用戶集中式電能測量裝置，包括電源電路、紅外通訊電路、掉點(diǎn)檢測電路、存儲電路、時鐘電路、顯示電路構(gòu)成，24路互感電流信號加到采樣電阻的一端上，該采樣電阻的另一端與U4CO51、U5CO51、U8CO51組成的24路電子開關(guān)電路的輸入端X0～X7聯(lián)接，U4、U5、U8的輸出端P35與單片機(jī)U3C805/F206輸入口P3.5聯(lián)接，3路電壓分壓電阻分壓后送入單片機(jī)U3C805/F206的輸入口P2.4、P2.5、P2.6，上述電流信號、電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換及運(yùn)算，可測量出24戶用戶每一戶的用電量。該裝置結(jié)構(gòu)合理可靠，體積小，使用方便。
文檔編號G01R11/57GK2779410SQ20042003330
公開日2006年5月10日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者俞博孫 申請人:俞博孫