專利名稱：數位式交流電表的制作方法
技術領域：
本實用新型系與交流電表內部中的耗電計數結構有關，特別是指一種首創于該交流電表上之電子數位計測結構，藉由該結構能將用戶的耗電速率轉換成一數位信號輸出，再利用該數位信號的傳輸促使交流電表中的電度計測更為精確及更為簡易方便應用。屬于用電計量測試設備。
感應式交流電表是現今電力公司量測每一電力用戶消耗電力度數的主要計測工具，且為了能夠收取每一用戶消耗電力所需的費用，電力公司均會于一段時日后派出大批的抄表人員，來抄錄每一交流電表所累進新的用電數據，以供換算成收費的依據，故傳統感應式交流電表均需配合抄表人員方能達到真正計數量測電力數值的功能，然而，實際上抄表人員聘請所需的人事成本，并非是由電力公司自行吸收，而是加諸在整體的電力成本中，再分擔至每一電力用戶的用電數值中，使得用電價格隨著人事成本的增加而不斷提高。
再者，傳統交流電表是以機械輪轉滾進的方式來計數用電的數值，但此種計數方式所計數出的用電數值與實際的用電量經常存有極大的差異，其因在于當用戶開始用電時，交流電表10之內部結構(如圖1所示)中的電壓磁鐵11會產生一移動的磁場，并感應驅動位于該電壓磁鐵11上方的金屬轉盤12轉動，且連動該金屬轉盤12中央的中心軸13旋轉，再由該中心軸13上的蝸桿14旋動計數器15上的齒輪組151，而使該金屬轉盤12的轉速得以傳輸入至該計數器15中，再由計數器15內的復數個齒輪系組來達到累進計數及切換與顯示數字的功能；但實際上耗電速率在經如此多的機械構件傳動后，經常會由于傳動構件本身存在的制造公差及嚙合比的誤差，而使由經該計數器15轉換顯示出的數字已非是實際的用電量。
本實用新型的主要目的是提供一種數位式交流電表，由電表中的發光元件及光感測元件直接將耗電速率轉換成一電子數位信號，并將該電子數位信號輸入至處理單元中，使電表可顯示多種不同型態的耗電量，如用電度數或用電金額等；經由該電表所輸出的數位信號，可提供作為與區域網路相接合，進而再傳輸至電力公司中供其知曉每一用電戶的電度數值，而無需派人抄錄每用電戶之用電數值，完全免除抄表人員的聘用，促使用電成本得以更為降低。
本實用新型一種數位式交流電表，系包括一機殼體，其內部空間適當位置處設置有一電壓磁鐵；一金屬轉盤，系置放于該電壓磁鐵的上方，其板面適當位置處至少設有一垂向穿孔，且其中央固設有一中心軸，而該中心軸之底端系樞設于該機殼體上；一發光元件，系固設于該機殼體上，且正對應于該金屬轉盤之其中一板面，并與該金屬轉盤間存有一適當距離而不相互接觸，又其光源發射端所發出的光線系投射于該垂向穿孔的轉動路徑上；一光感測元件，亦固設于該機殼體上，且位于該金屬轉盤之另一板面，并與該金屬轉盤間存有一適當距離而不相互接觸，又其光線接收端與該發光元件之光源發射端系隔著該金屬轉盤相對應；一信號線，其中一端系接設于該光感測元件之信號輸出端上，而另一端與一信號轉換顯示裝置相連接；一信號轉換顯示裝置，系固設于該機殼體內部空間適當位置處，其接收來自該信號線的光線信號，并加以轉換并顯示出所消耗電度數值。
其中，該信號轉換顯示裝置系包括一數位計數單元、一單晶片微處理單元及一數位顯示單元，而該數位計數單元系連接于該信號線上，以接收來自該光感測元件的光線信號并轉換成一數位信號再經解碼計數后，送到該單晶片微處理單元中，以進行轉換成電表使用的電度數值，又該單晶片微處理單元之記憶體中內建有一控制軟件，以控制整個信號轉換顯示裝置進行的處理流程，該數位顯示單元連接于該單晶片微處理單元上，以接收來自該單晶片微處理單元信號，并將其轉換成電度數值顯示出來。
其中，該信號轉換顯示裝置之單晶片微處理單元上更連接出一平行對串列轉換單元，令該單晶片微處理單元在將信號傳至顯示單元的同時，該平行對串列轉換單元亦能收到同樣的信號并轉換成串列式資料，以透過電信網路或其它資料傳輸網路，送到電力公司的資料收集終端機。
其中，該信號轉換顯示裝置之單晶片微處理單元上另接設出一鍵盤，該鍵盤在實用時能連接在該單晶片微處理單元上，以對該單晶片微處理單元進行各種不同的設定重置(reset)。
其中，該鍵盤更設為一按鍵開關。
其中，該單晶片微處理單元更設為一般的微電腦晶片。
其中，該顯示單元系以發光二極體LED所構成。
其中，該顯示單元系以液晶LCD所構成。
本實用新型的優點是可直接測量顯示多種不同型態的耗電量，所測數據精確直觀并可將耗電數據傳至電力公司，無需再派專人去每家每戶的抄錄電表耗電值，節省人力、降低了用電成本。
本實用新型具有如下附圖圖1為傳統感應式電表之前視圖。
圖2為傳統感應式電表之內部結構剖面示意圖。
圖3為本實用新型之剖面示意圖之一。
圖4為本實用新型之剖面示意圖之二。
圖5為本實用新型中信號轉換顯示裝置之電路方塊圖。
圖6為本實用新型之作動流程圖。
圖中標號如下10．交流電表10’．機殼體11．電壓磁鐵12．金屬轉盤13．中心軸 14．蝸桿15．計數器 151．齒輪組20．金屬轉盤21．穿孔21’．穿孔 22．中心軸30．發光元件31．光線發射端40．光感測元件 41．光線接收端42．信號輸出端 50．信號線60．信號轉換顯示裝置61．數位計數單元62．單晶片微處理單元63．數位顯示單元64．平行對串列轉換單元 65．鍵盤茲舉較佳實施例并配合
如下請參閱圖3及圖4所示，本實用新型一種數位式交流電表，系包括一機殼體10’、一金屬轉盤20、一發光元件30、一光感測元件40、一信號線50及一信號轉換顯示裝置60，其中，該機殼體10’之內部空間適當位置處設置有一電壓磁鐵11，而該金屬轉盤20置放于該電壓磁鐵11的上方，其板面適當位置處設有一垂向穿孔21，或一個以上的垂向穿孔21’(如圖4所示)，且其中央固設有一中心軸22，而該中心軸22之底端系樞設于該機殼體10’上(如圖3中假想線所示)，使該金屬轉盤20在受到電壓磁鐵11的磁場感應轉動時，該中心軸22能與金屬轉盤20做同步的旋轉；該發光元件30及該光感測元件40皆固設于該機殼體10’上，且該發光元件30系正對應于該金屬轉盤20之其中一板面，并與該金屬轉盤20間存有一適當距離而不相互接觸，其光源發射端31所發出的光線系投射于該垂向穿孔21的轉動的路徑上；該光感測元件40系位于該金屬轉盤20之另一板面，且與該金屬轉盤20間存有一適當距離而不相互接觸，而其光線接收端41則與該發光元件30之光源發射端31隔著該金屬轉盤20相對應，該信號線50之其中一端系接設于該光感測元件40之信號輸出端42上，而其另一端則與該信號轉換顯示裝置60相連接，該信號轉換顯示裝置60系固設于該機殼體10’之內部空間適當位置處，其接收來自該信號線50的光線信號，加以轉換并顯示出所消耗電度數值；再如圖5所示，該信號轉換顯示裝置60系包括一數位計數單元61、一單晶片微處理單元62及一數位顯示單元63，其中，該數位計數單元61系連接于該信號線50上，將來自該光感測元件40的光線信號轉換成一數位信號再經解碼計數后，送到該單晶片微處理單元62中，以進行轉換成電表使用的電度數值，且由于該單晶片微處理單元62之記憶體中內建有一控制軟件，以控制整個信號轉換顯示裝置60進行的流程，而上述的控制亦可采用一般的微電腦晶片來代替；該數位顯示單元63系連接至該單晶片微處理單元62上，以接收來自該單晶片微處理單元62信號，并將所接收的信號轉換成電度數值且加以顯示出來，供用戶或電力公司的抄表人員能夠得知所耗用的實際電度數。
請參閱圖6所示，當用戶開始用電時，該金屬轉盤20即受到該電壓磁鐵11的磁場驅動而轉動，此時該發光元件30的光源發射端31所發出的光線，即會持續不斷地投射在該金屬轉盤20之板面上，當該金屬轉盤20盤面上之穿孔21被轉至該發光元件30的位置處，其光源發射端31所發出的光線即能穿透過該金屬轉盤20之穿孔21，而令位于該光感測元件40之光線接收端41能接收到一次的光線信號，在金屬轉盤20繼續轉動而將其穿孔21轉離該發光元件30的位置，該發光元件30所發出的光線信號即受到金屬轉盤20之板面的遮斷，而使該光感測元件40不再接收到任何光線信號，意即該金屬轉盤20每轉一圈時，該光感測元件40即能接收到一次的光線信號，又當該金屬轉盤20不斷轉動過程中，該光感測元件40即能持續不斷地接收到光線信號，并轉換成一數位化的信號，再同步輸出至該信號線50上，藉由該信號線50將數位化后的信號傳輸入該信號轉換顯示裝置60之數位計數單元61中并開始計數，直到累進的信號到達某一定值時，再傳送至該單晶片微處理單元62上，而該單晶片微處理單元62將累進的數值轉換成所消耗的電度數值，并傳輸至該數位顯示單元63上以顯示出來，達成以電子數位計數的方法取代機械結構的習知方式，大幅減少電表的體積及重量及成本，且該數位顯示單元63可以是為發光二極體LED或液晶LCD的方式顯示，以令顯示出的數字更為精確易懂，進而取代傳統不易清楚晾解的機械表示方式，使用戶一眼即能清楚明了得知用電計數值，又因為整個傳輸信號的過程中根本無任何之機械構件的傳動，使能完全革除傳統電表中因機械傳動所帶來的誤差，促使所顯示的電度數值能夠更為精確，增加可信度。
續請參閱圖5及圖6所示，為了使電力公司免除抄表人員的聘用成本，并達成抄表自動化的目標，乃更于該信號轉換顯示裝置60之單晶片微處理單元62上再連接一平行對串列轉換單元64，由于該單晶片微處理單元62是平行輸出的方式送出資料，致使該單晶片微處理單元62在將信號傳至數位顯示單元63的同時，該平行對串列轉換單元64亦能收到同樣的信號并轉換成串列式資料，再透過電信網路或其它資料傳輸網路，達到電力公司的資料收集終端機(圖中未示)上，即可達成抄表自動化功能；再者，該信號轉換顯示裝置60之單晶片微處理單元62上另可接設出一鍵盤65，以便能對該單晶片微處理單元62進行各種不同的設定或重置(reset)，但為了節省空間，該鍵盤65平常時可不連接于該單晶片微處理單元62上，待電力公司人員需對該單晶片微處理單元62設定時才連接上去，再利用該鍵盤65對該單晶片微處理單元62進行重置等設定，或對數位顯示單元63進行設定等相關功能，且如果電表所需功能不多，亦可使用按鍵開關的方式取代該鍵盤65，例如使用一個重置開關等；又，電表設計上亦可都不使用該鍵盤65，而完全按照實際需求去設計所需的按鍵開關。
權利要求1.一種數位式交流電表，其特征在于其系包括一機殼體，其內部空間適當位置處設置有一電壓磁鐵；一金屬轉盤，系置放于該電壓磁鐵的上方，其板面適當位置處至少設有一垂向穿孔，且其中央固設有一中心軸，而該中心軸之底端系樞設于該機殼體上；一發光元件，系固設于該機殼體上，且正對應于該金屬轉盤之其中一板面，并與該金屬轉盤間存有一適當距離而不相互接觸，又其光源發射端所發出的光線系投射于該垂向穿孔的轉動路徑上；一光感測元件，亦固設于該機殼體上，且位于該金屬轉盤之另一板面，并與該金屬轉盤間存有一適當距離而不相互接觸，又其光線接收端與該發光元件之光源發射端系隔著該金屬轉盤相對應；一信號線，其中一端系接設于該光感測元件之信號輸出端上，而另一端與一信號轉換顯示裝置相連接；一信號轉換顯示裝置，系固設于該機殼體內部空間適當位置處，其接收來自該信號線的光線信號，并加以轉換并顯示出所消耗電度數值。
2.根據權利要求1所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該信號轉換顯示裝置系包括一數位計數單元、一單晶片微處理單元及一數位顯示單元，而該數位計數單元系連接于該信號線上，以接收來自該光感測元件的光線信號并轉換成一數位信號再經解碼計數后，送到該單晶片微處理單元中，以進行轉換成電表使用的電度數值，又該單晶片微處理單元之記憶體中內建有一控制軟件，以控制整個信號轉換顯示裝置進行的處理流程，該數位顯示單元連接于該單晶片微處理單元上，以接收來自該單晶片微處理單元信號，并將其轉換成電度數值顯示出來。
3.根據權利要求2所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該信號轉換顯示裝置之單晶片微處理單元上更連接出一平行對串列轉換單元，令該單晶片微處理單元在將信號傳至顯示單元的同時，該平行對串列轉換單元亦能收到同樣的信號并轉換成串列式資料，以透過電信網路或其它資料傳輸網路，送到電力公司的資料收集終端機。
4.根據權利要求2所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該信號轉換顯示裝置之單晶片微處理單元上另設出一鍵盤，該鍵盤在實用時能連接在該單晶片微處理單元上，以對該單晶片微處理單元進行各種不同的設定重置(reset)。
5.根據權利要求3所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該信號轉換顯示裝置之單晶片微處理單元上另接設出一鍵盤，該鍵盤在實用時能連接在該單晶片微處理單元上，以對該單晶片微處理單元進行各種不同的設定重置(reset)。
6.根據權利要求2所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該鍵盤更設為一按鍵開關。
7.根據權利要求3所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該鍵盤更設為一按鍵開關。
8.根據權利要求2所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該單晶片微處理單元更設為一般的微電腦晶片。
9.根據權利要求2所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該顯示單元系以發光二極體LED所構成。
10.根據權利要求2所述之一種數位式交流電表，其特征在于其中，該顯示單元系以液晶LCD所構成。
專利摘要一種數位式交流電表,包括一金屬轉盤、一發光元件、一光感測元件、一信號線及一信號轉換顯示裝置,該金屬轉盤之板面適當位置處設有一穿孔,該發光元件及光感測元件分別相互對應設置于該穿孔上、下孔緣轉動的路徑上,當金屬轉盤每旋動一圈時,光感測元件即能接收到一次來自光感測元件的光線信號,該光線信號經由信號線傳輸入該信號轉換顯示裝置中,再轉換成一電力度數值輸出顯示,供用戶或電力公司的抄表人員抄錄所耗用的電力度數。
文檔編號G01R11/02GK2445327SQ0023415
公開日2001年8月29日 申請日期2000年4月29日 優先權日2000年4月29日
發明者徐兆火 申請人:徐兆火, 范海英