專利名稱：?jiǎn)蜗嚯娮邮綇?fù)費(fèi)率電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表涉及的是一種適用于對(duì)電能實(shí)行分時(shí)計(jì)價(jià)電子式電能表，實(shí)現(xiàn)以峰填谷，有利于電力部門綜合效益的提高。
現(xiàn)有復(fù)費(fèi)率電能表產(chǎn)品是將脈沖信號(hào)經(jīng)CPU處理計(jì)算出電量，經(jīng)時(shí)間開關(guān)控制，分別存儲(chǔ)在CPU的峰(平)谷計(jì)量單元，并由CPU將峰(平)谷電量顯示在顯示器件上，以實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)量電能，所以現(xiàn)有產(chǎn)品存在電路復(fù)雜，CPU規(guī)模大、功耗大、性能價(jià)比低、成本高等不足。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前單相復(fù)費(fèi)率電能表存在不足之處提供一種單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表，將電子式電度表驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器的信號(hào)經(jīng)過時(shí)間開關(guān)和電子開關(guān)控制，分時(shí)分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)費(fèi)率步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器，以實(shí)現(xiàn)電量分時(shí)計(jì)量。
單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表是采取以下方案實(shí)現(xiàn)的單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表結(jié)構(gòu)由底殼、電源接線端、罩殼、步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器、標(biāo)牌、紅外線通訊口、控制電路板、電子線路、電子線路元器件構(gòu)成。步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器與控制電路板連接，控制電路板固定在底殼上，標(biāo)牌設(shè)在控制電路板上部，罩殼裝置在底殼上部，底殼上設(shè)有電源接線端，電子線路由計(jì)量電路部分，控制電路部分構(gòu)成，計(jì)量電路部分由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4、電阻、電容、晶振、光藕、二極管、發(fā)光二極管等構(gòu)成，控制部分由CPUIC3、隔離放大電路IC2、多路轉(zhuǎn)換電路IC1、紅外發(fā)射與接收管、電阻、電容、晶振構(gòu)成。
控制電路部分CPUIC3為控制核心，CPUIC3的1腳通過電阻R307與電源相接，IC3的8腳接地，IC3的2腳接晶振G301一端，晶振通過電容308接地，IC3的3腳接晶振G301另一端，晶振與電容C307連接通過電容接地，4腳接三端按鈕式開關(guān)J304，IC3的5腳為紅外通訊輸入端與電阻R305、R306相連通過電阻R305與隔離放大電路IC2連接。6腳為紅外通訊輸出端，7腳為控制信號(hào)輸出端。
多路轉(zhuǎn)換電路IC1中16腳與8腳分別為電源與地端，6腳為使能端(低電平使能)，IC1的9、10腳為選擇傳輸通道的地址輸入端，10腳接紅外管E301、E302，IC1的7腳為另一外電源端，IC1的3、13腳為開關(guān)一端的兩路輸入/輸出信號(hào)端，3腳與計(jì)量電路部分的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4的14腳相連，13腳與IC4的13腳相連，IC1的11、15、14、12腳組成另一端與13腳相對(duì)應(yīng)的輸入/輸出信號(hào)端；IC1的1、5、2、4腳組成另一端與3腳相對(duì)應(yīng)的輸出/輸入端，IC1的1、12腳與一累計(jì)谷電量的步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器PD相連，IC1的514腳與另一計(jì)平電量的步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器GD相連，從而形成時(shí)段切換開關(guān)。
隔離放大電路IC2的12腳與發(fā)光管E301、E302相連，同時(shí)也與多路轉(zhuǎn)換電路IC1的10腳相連，2腳與紅外發(fā)射管E304負(fù)端相連，E304正端經(jīng)電阻R304與+5V連接，IC2的7腳與電阻R303一端及紅外接收管E303正端相接，IC2的4腳經(jīng)電阻R305與CPUIC3的5腳相連，IC2的9腳與IC3的6腳相連。
單相電子復(fù)費(fèi)率電能表設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，采用電子式電度表驅(qū)動(dòng)步電機(jī)計(jì)度器的信號(hào)，經(jīng)過時(shí)間開關(guān)和電子開關(guān)控制，分時(shí)分別驅(qū)動(dòng)平、谷等多個(gè)費(fèi)率步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器，以實(shí)現(xiàn)將電量分時(shí)計(jì)量的復(fù)費(fèi)率電度表。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表示意圖。
圖2是單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表電子線路原理圖。
參照附圖單相電子式復(fù)費(fèi)率電能主要結(jié)構(gòu)由底殼1、電源接線端6、罩殼5、步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器2、標(biāo)牌4、紅外線通訊口7、控制電路板3、電子線路、電子線路元器件構(gòu)成。步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器2與控制電路板3由螺釘連接，再由螺釘固定在底殼上，標(biāo)牌4卡裝在控制電路3上部，最后蓋上罩殼，罩殼5裝置在底殼1上部，底殼上設(shè)置的電源接線端為電源出口接線端。標(biāo)牌4上開有平、谷計(jì)度器、計(jì)度顯示孔，平、谷指示燈孔，紅外通訊口7。電子線路由計(jì)量電路部分、控制電路部分構(gòu)成，計(jì)量電路部分由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4、R1～R6、R101～R126電阻、電容C101～C115晶振G101、光藕P1、二極管U101～U104發(fā)光二極管E102等構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4，以業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用的上海貝嶺公司的芯片BL0932為核心，并輔亦已成熟應(yīng)用的外圍電路?？刂撇糠钟蒀PUIC3、隔離放大電路IC2、多路轉(zhuǎn)換電路IC1、紅外發(fā)射與接收管E301、E302、E303、E304電阻R301～R309、電容C301～C308，晶板G301構(gòu)成。
參照附圖3控制電路部分以CPUIC3為控制核心，采用MICROCHIP公司的MCU-PIC12C508，或其他相類似的芯片，輔以本表采用紅外的通訊方式所以需要一對(duì)紅外發(fā)射與接收管，CPUIC3為8引腳芯片，其1腳與8腳分別為電源與地，2腳與3腳為振蕩輸入輸出端，其它4、5、6、7腳為I/O口。
IC3的1腳、8腳分別與3.6伏鋰電池正、負(fù)端連接(本電路中僅此器件由電池供電，其它部分由計(jì)量部分+5V電源供給)。2腳接晶振G301一端，并且晶振的這一端還與可調(diào)電容C308連接，C308的另一端接地。另外2腳還與一兩孔插座J303連接，J303另一端經(jīng)電阻R308接地(本電路應(yīng)用J303是用于晶振的振蕩頻率測(cè)量)。3腳接晶振另一端，并且晶振的這一端與電容C307連接，電容C307另一端接地。4腳則接至一三端按鈕式開關(guān)J304。J304另外兩端的另一端經(jīng)電阻R307與電池正端連接；一端經(jīng)電阻R309與地連接。J304在本電路的功用主要是產(chǎn)生一編程授權(quán)信號(hào)，并經(jīng)4腳輸入CPUIC3(其工作原理正常不按動(dòng)按鈕時(shí)4引腳與3.6V相連獲高電平，CPU不進(jìn)入編程狀態(tài)。按下時(shí)，4腳與3.6V脫離而與地相連，很低電平進(jìn)入編程狀態(tài)，即獲得授權(quán))5腳為紅外通訊輸入端，它與兩電阻R305、R306連接，而R306另一端接地，R305另一端與隔離放大電路IC2連接。6引腳為紅外通訊輸出端，7引腳為控制信號(hào)輸出端。
參照附圖3多路轉(zhuǎn)換電路IC1為16引腳CMOS雙四路雙向模擬開關(guān)。其中16與8腳分別為電源與地端。6腳為使能端(低電平使能)，9、10腳為選擇傳輸通道的地址輸入端。7腳為另一外電源端，以擴(kuò)大傳輸信號(hào)范圍，本電路中即將其與計(jì)量部分的-5V電源相接，以傳輸負(fù)脈沖信號(hào)。3、13腳為開關(guān)一端的兩路輸入/輸出信號(hào)端，而11、15、14、12引腳組成另一端與13引腳相對(duì)應(yīng)的輸入/輸出信號(hào)端；1、5、2、4腳組成另一端與3腳相對(duì)應(yīng)的輸出/輸入端。其工作原理是以10、9腳信號(hào)控制3腳輸入信號(hào)由2、4、5、1腳中一路輸出，13腳輸入信號(hào)由11、15、12、14腳中一路輸出，相反亦然。本電路中，將6腳接地使能，9腳亦接地使得以上兩四路通道中，11、15、2、4腳無效。即當(dāng)10腳電平變化時(shí)，13、3腳輸入信號(hào)僅由14、5腳或12、1腳輸出，而13、3腳于本電路中接的是計(jì)量部分BL0932 13、14腳輸出的驅(qū)動(dòng)計(jì)度器的兩路脈沖信號(hào)。而1、12腳與一累計(jì)谷電量的計(jì)度器連接；14、5引腳與另一端計(jì)平電量的計(jì)度器連接，從而形成時(shí)段切換開關(guān)。
隔離放大電路IC2為16腳CMOS集成電路其內(nèi)含6組緩沖/反相器。芯片1腳與8腳分別為電源與地端，其它3引腳進(jìn)2腳出，5腳進(jìn)4腳出，7腳進(jìn)6腳出，9腳進(jìn)10腳出，11腳進(jìn)12腳出，14腳進(jìn)15腳出，構(gòu)成6組緩沖/反相器，13、16腳空置。本電路中要特別說明的是7、12、2腳。其中12腳與一紅一綠兩發(fā)光管相連，而紅管E302正端與12引腳連接，負(fù)端經(jīng)一電阻R302與地相連，當(dāng)12腳產(chǎn)生高電平時(shí)發(fā)光，標(biāo)志“平”時(shí)段。綠管301負(fù)端與12腳相連接，正端經(jīng)電阻R301與+5V電源相接，它于12引腳為低電平時(shí)發(fā)光，標(biāo)志為“谷”時(shí)段，7腳與電阻R303一端及紅外按收管E303正端相接，R303另一端與+5V相接，E303負(fù)端與地相接。2引腳與紅外發(fā)射管E304負(fù)端連接，E304正端經(jīng)R304與+5V連接。
各主要器件連接關(guān)系，由于以上各器件介紹中與它們各自單獨(dú)連接的一些關(guān)系已敘述，在此我們將只對(duì)三器件之間的連接關(guān)系作一介紹。此三芯片相互之間的連接由三通道組成控制信號(hào)傳輸通道、紅外通訊輸入通道、紅外通訊輸出通道。
控制信號(hào)傳輸通道信號(hào)由CPUIC3第7腳輸出，接至隔離放大電路IC2的第14腳，經(jīng)放大后由12腳輸出，與紅、綠兩發(fā)光管相連并點(diǎn)亮其中一只，指示時(shí)段，同時(shí)也與多路轉(zhuǎn)換電路IC1第10腳相連。
紅外通訊輸入通道隔離放大電路IC2第7腳從紅外接收管正端獲得信號(hào)，經(jīng)放大由隔離放大電路IC2第4引腳輸出，再經(jīng)R305，最后與CPUIC3第5引腳相連。
紅外通訊輸出通道輸出信號(hào)由CPUIC3第6腳產(chǎn)生并輸出至隔離放大電路IC2的第9腳，放大后隔離放大電路IC2第2腳輸出并與紅外發(fā)射管E304負(fù)端相連，驅(qū)動(dòng)其發(fā)射紅外信號(hào)。
整表工作原理由于本表為民用的分時(shí)計(jì)量表計(jì)，僅有平、谷兩時(shí)段，則可用8位寄存器中一位(即-BIT)表示一時(shí)段，為0是谷，為1是平，這樣一來僅用6個(gè)8位寄存器即可將一日分為48段，半小時(shí)一段。這樣當(dāng)CPUIC3中累計(jì)的時(shí)間達(dá)到整點(diǎn)或半個(gè)鐘點(diǎn)時(shí)，判斷一下相應(yīng)寄存器中的一位為I/O則引腳7輸出高/低電平，經(jīng)隔離放大電路IC2放大由2腳輸出，點(diǎn)亮紅/綠指示燈，并送入多路轉(zhuǎn)換電路IC1第10腳，控制3、13腳輸入脈沖信號(hào)輸出至14、5/1、12腳再至平、谷計(jì)度器累計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成時(shí)段的切換與指示。實(shí)現(xiàn)平、谷電量分時(shí)累計(jì)。
權(quán)利要求1.一種單相電子式復(fù)費(fèi)率電能表，由底殼、電源接線端、罩殼、標(biāo)牌、控制電路板、電子線路、電子線路元器件構(gòu)成，電子線路由計(jì)量部分、控制電路部分構(gòu)成，控制電路板固定在底殼上，罩殼裝在底殼上部，計(jì)量電子部分由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4、電阻、電容、晶振、光藕、二極管、發(fā)光二極管構(gòu)成，其特征是還具有步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器，紅外線通訊口，電子線路控制電路部分由CPUIC3、隔離放大電路IC2、多路轉(zhuǎn)換電路IC1、紅外發(fā)射與接收管，電阻電容、晶振構(gòu)成，控制電路中CPUIC3的1腳通過R307與電源相接，IC3的8腳接地，IC3的2腳接晶振G301一端，晶振G301通過電容C308接地，IC3的3腳接晶振G301另一端，晶振與電容C307連接，通過電容接地，4腳接三端按鈕式開關(guān)J304，IC3的5腳為紅外通訊輸入端，與電阻R305、R306相連，通過電阻R305與隔離放大電路IC2連接，6腳為紅外通訊輸出端，7腳為控制信號(hào)輸出端；多路轉(zhuǎn)換電路IC1中16腳與8腳分別為電源與地端，6腳為使能端，IC1的9、10腳為選擇傳輸通道的地址輸入端，10腳接紅外管E301、E302、IC1的7腳為另一外電源端，IC1的3、13腳為開關(guān)一端的兩路輸入/輸出信號(hào)端，3腳與計(jì)量電路部分的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4的14腳相連，13腳與IC4的13腳相連，IC1的1、12腳與累計(jì)谷電量的步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器PD相連，IC1的5、14腳與另一累計(jì)平電量的步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器GD相連；隔離放大電路IC2的12腳與發(fā)光管E301、E302相連，同時(shí)與多路轉(zhuǎn)換電路IC1的10腳相連，2腳與紅外發(fā)射管E304負(fù)端相連，IC2的7腳與電阻R303一端及紅外接收管E303正端相接，IC2的4腳經(jīng)電阻R305與CPUIC3的5腳相連，IC2的9腳與IC3的6腳相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電子復(fù)費(fèi)率電能表，其特征是步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器與控制電路板連接。
專利摘要本實(shí)用新型單相電子復(fù)費(fèi)率電能表涉及的是一種適用于電能實(shí)行分時(shí)計(jì)價(jià)電子式電能表,實(shí)現(xiàn)以峰填谷,有利于電力部門綜合效益的提高。結(jié)構(gòu)由底殼、電源接線端、罩殼、標(biāo)牌、控制電路板、電子線路、電子線路元器件構(gòu)成,電子線路由計(jì)量部分、控制部分構(gòu)成,計(jì)量部分由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生芯片IC4、電阻、電容、晶振、光耦、二極管、發(fā)光二極管構(gòu)成,其特征是還具有步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器、紅外線通訊口,電子線路控制電路部分由CPUIC3、隔離放大電路IC2、多路轉(zhuǎn)換電路IC1、紅外發(fā)射與接收管、電阻、電容、晶振構(gòu)成。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2401897SQ992302
公開日2000年10月18日 申請(qǐng)日期1999年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月6日
發(fā)明者何廣或, 吳海鷹 申請(qǐng)人:南京科興電子儀表廠