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專利名稱：智能電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供了一種電力系統(tǒng)電能計量裝置。
現(xiàn)在電力系統(tǒng)使用的電能計量儀表(俗稱電度表)，功能單一，精度低，成本高，不能進行高、低、谷等用電情況下的自動化用電管理，使用不方便。
本實用新型的目的是提供一種多功能、高精度、低成本、自動化程度高的電能計量儀表，以提高電力系統(tǒng)的運行效率和經(jīng)濟效益。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，這種電能表包括外殼、外殼上的鍵盤、液晶顯示極，還有外殼內(nèi)的電路部分，電路部分主要由由電卡、測量單元、電卡單元、實時時鐘、微處理器、顯示單元及電池組成，微處理器采用型號為PIC16C57的單片機，實時時鐘電路中采用型號為MC146818A的集成塊，電卡單元中采用型號為24LC02的集成塊，微處理器負責(zé)整個電表的信號處理和調(diào)度運算，實時時鐘電路電表的年、月、日、時、分、秒的時鐘信息提供給微處理器。微處理器把電費定量、時間等信息寫入電卡內(nèi)，并從卡內(nèi)讀入定時、定量、總電費等信息，電費以用戶買卡的形式付給供電部門。
本實用新型由于增加了電卡、定量及高峰、低谷分時計費功能，因此大大方便了用電管理，使供電走上了合理化、科學(xué)化軌道。
以下結(jié)合
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。
圖1是本實用新型的電路原理方框圖。圖2是本實用新型電路的電卡部分的電路圖。圖3是鍵盤部分的原理圖。圖4是測量單元的電路圖。圖5是電路其他部分的電路圖。圖6是顯示單元的電路圖。圖7是電源部分的電路圖。圖8是本實用新型外殼部分的示意圖。
如附圖所示，本實用新型包括外殼(1)、外殼上的鍵盤(2)、液晶顯示板(3)，還包括外殼內(nèi)的電路部分，電路部分主要由電源、測量單元、電卡單元、實時時鐘、微處理器、顯示單元和電池組成。在電卡單元中，型號為24LC02的集成塊U6的1、2、3、4腳連在一起并與7腳相連，串接在一起的發(fā)光二極管L1、電阻R9接在7腳和8腳上，U6的7、5、6、8腳通過插頭P6和P1分別與型號為4066的集成塊U4的10、9、2、3腳相連，U4的12、6、13、5腳與型號為PC16C57的微處理器U1的17腳相連，在實時時鐘電路中，串接后的電容C2、晶振XT接在型號為4069的集成塊U5的1腳和4腳上，電阻R3跨接在其1腳和2腳上，其2、3、5、11腳連在一起，6腳與型號為MC146818A的集成塊U3的2腳相連。
如圖4所示，在測量單元中，光敏二極管PH1負極接在型號為CX20106的集成塊U7的1腳上，串聯(lián)后的電阻R6、電容E2接在U7的2腳、電容E1接在U7的3腳上，電阻R5跨接在U7的5、8腳之間，電容C1接在U7的6腳上，PH1、E2、E1、C1的另一端及U7的4腳經(jīng)插頭P4的3腳與插頭P1的13腳相連接地。光敏二極管PH1通過接收機械電度表轉(zhuǎn)盤上的光信號(電度表轉(zhuǎn)盤上標(biāo)有色點)，獲得電能信號。
如圖7所示，在電源部分中，交流電源的三相分別與二極管D1正極及D4負極、D2正極及D5負極、D3正極及D6負極相連。串接后的電容E1、E2跨接在二極管D3、D6兩端，集成塊NE555的1腳與三極管N1的發(fā)射極相連，2腳接在電阻R2、R3之間，3腳通過電阻R4接N1的基極，4腳、8腳與電阻R3、二極管Z1負極及電阻R1相連，5腳接電容C1，6、7腳與電阻R2相連，電容E3一端與二極管D7的負極、電感線圈I1、I2相連，另一端與三極管的集電極相連，型號為7805的集成塊U1的1腳接電感線圈I1，2腳與E3相連并接地，3端為電源VCC輸出端，3腳還與二極管D8正極相連，D8負極接電阻R5，R5另一端接二極管D9正極及電池正極，D9負極為電源VDD輸出端。采用這種三相電源技術(shù)可防止斷相失電。
如圖3、圖5所示，鍵盤上的鍵S1、S2、S3、S4、S5及與各鍵相連的6腳分別通過插頭P7與插頭P1的5、6、7、8、9、10腳相連，并最終分別與型號為7414C368的集成塊U2的12、10、6、4、2腳相連。
插頭P1共26條芯線。插頭P6(電卡部分)與P1的1、2、3、4腳相連，插頭P7(鍵盤)與P1的5、6、7、8、9、10腳相連，插頭P4(測量單元)與P1的11、12、13腳相連，插頭P5(顯示單元)與P1的14、15、16、17腳相連，P1的18、26腳及19、26腳為跳閘出口，P1的20、26腳為報警出口，P1的21、22、23腳接備用電池，P1的24、26腳為電源，P1的10、13、26相連并接地。
微處理器U1的1腳接P1的12腳并通過電阻R5與電源VCC相連，U1的16、15腳分別與P1的18、19腳(跳閘出口)相連，U1的14腳與P1的20腳相連，U1的13腳與U5的13腳及P1的22腳相連，U1的12腳與U2的1、15腳相連，U1的11腳與P1的16腳相連，U1的10腳與U3的13腳相連，U1的28腳與電源VDD及電阻R2相連，U1的27腳接在電阻R2及電容C1之間，U1的4腳接電容C1的另一端并接地，U1的6腳接P1的15腳及U3的15腳，U1的7腳接U5的9腳及U3的14腳，U1的2腳接電源VDD，U1的9腳與電阻R11及U4的1腳相連，U1的8腳與U4的8腳及電阻R10相連，U1的18腳與U2的3腳及U3的4腳相連，U1的19腳與U2的5腳及U3的5腳相連，U1的20腳與U2的7腳及U3的6腳相連，U1的21腳與U2的9腳及U3的7腳相連，U1的22腳與U2的11腳及U3的8腳相連，U1的23腳與U2的13腳及U3的9腳相連，U1的24、25腳分別與U3的10、11腳相連。
集成塊U2的2腳與P1的9腳相連并通過電阻R1接電源VDD，U2的4腳與P1的8腳相連并通過電阻R4接VDD，U2的6腳與P1的7腳相連并通過電阻R6接VDD，U2的10腳、12腳分別通過電阻R8、R9接VDD，U2的14腳接電源VCC。
集成塊U3的24、20腳與U44腳、電阻R10、R7相連并通過電阻R11接U1的9腳，U3的22、18腳與電阻R7的另一端及電容C4相連，U3的12腳與電容C4的另一端相連并接地。
如圖6所示，本實用新型中的顯示部分采用液晶板，電路中的插頭P5的1、2、3、4腳分別與插頭P1的14、15、16、17腳相連。
本實用新型的基本工作原理是，U1在上電復(fù)位后開始運行，首先初始化U3，使其工作在二進制狀態(tài)，初始化U1的SRTCC為1／8分頻，然后進入主循環(huán)程序。
圖中的U3為6非門，U4為4雙向開關(guān)，U2為6三態(tài)門。U5C、U5B、U5A構(gòu)成32.768KHZ的振蕩器提供U3的工作時鐘。U4A、U4B、U4C是回路隔離開關(guān)，防止在拔、插卡時損壞電卡。U6為256字節(jié)EEPROM，能保存數(shù)據(jù)四十年，它以I2CBUS總線方式，通過U4與U1相連實時地把數(shù)據(jù)保存起來。S1、S2、S3、S4、S5為五個開關(guān)組成的鍵盤，它通過U2與U1相連，工作人員可以通過它發(fā)控制指令改變工作狀態(tài)。U7是信號處理，把測量單元的信號經(jīng)處理通過P4送入U1，U1把該信號運算轉(zhuǎn)換再送入顯示單元，并分出高、低、谷期間電量，寫入電卡內(nèi)。測量單元的信號是通過光敏二極管PH1，從電度表上的轉(zhuǎn)盤上獲得的。P1的18～26腳是信號出口，當(dāng)出現(xiàn)超實量、電量用盡、電卡出現(xiàn)故障時首先發(fā)出信號，然后跳閘。
本電能表采用了電卡管理。其原理是每只電度表配有兩只電卡，用戶在用電前，首先到電力部門購電，電力部門把用戶購買的電量寫入卡內(nèi)，用戶把卡插入電表內(nèi)用電，電表中的微處理器把當(dāng)前的用電量經(jīng)過累計運算，每十五秒鐘與卡內(nèi)的電量進行一次比較，若電量用到＋10度時，則每隔十二秒鐘報一次警，若電量用盡，則跳閘。用戶必須在跳閘前更換新卡。這樣供電部門只需售卡(售電量)，而不需再去查表收費，方便了用電管理。
權(quán)利要求1.智能電能表，包括外殼(1)、外殼上的鍵盤(2)、液晶顯示板(3)，其特征在于，所述的電能表還有外殼內(nèi)的電路部分，電路部分主要由電源、測量單元、電卡單元、實時時鐘、微處理器、顯示單元和電池組成，在電卡單元中，型號為24LC02的集成塊U6的1、2、3、4腳連在一起與7腳相連，串接在一起的發(fā)光二極管L1、電阻R9接在7腳和8腳上，U6的7、5、6、8腳通過插頭P6和P1分別與型號為4066的集成塊U4的10、9、2、3腳相連，U4的12、6、13、5腳與型號為PIC16C57的微處理器U1的17腳相連，在實時時鐘電路中，串接后的電容C2、晶振XT接在型號為4069的集成塊U5的1腳和4腳上，電阻R3跨接在其1腳和2腳上，其2、3、5、11腳連在一起，6腳與型號為MC146818A的集成塊U3的2腳相連。
2.如權(quán)利要求1所述的智能電能表，其特征在于，在所述的測量單元中，光敏二極管PH1負極接在型號為CX20106的集成塊U7的1腳上，串聯(lián)后的電阻R6、電容E2接在U7的2腳、電容E1接在U7的3腳、電阻R5跨接在U7的5、8腳之間，電容C1接在U7的6腳上，PH1、E2、E1、C1的另一端及U7的4腳經(jīng)插頭P4的3腳與插頭P1的13腳相連接地。
3.如權(quán)利要求1所述的智能電能表，其特征在于，在所述的電源部分中，交流電源的三相分別與二極管D1正極及D4負極、D2正極及D5負極、D3正極及D6負極相連。
專利摘要本實用新型提供了一種智能電能表，主要由電源、測量單元、電卡單元、實時時鐘、微處理器、顯示單元和電池組成，微處理器把電費、定量、時間等信息寫入電卡內(nèi)，并從電卡內(nèi)讀入定時、定量、高、低谷電量，總電量數(shù)等信息，電費以買卡的形式付給供電部門。由于本電能表增加了電卡、定量及高、低谷分時計費功能，因此大大方便了用電管理，使供用電走上合理化、科學(xué)化軌道。
文檔編號G01R11/00GK2204423SQ94240998
公開日1995年8月2日 申請日期1994年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月16日
發(fā)明者魏洪文, 譚允景, 王立軍, 李永義, 王力 申請人:惠民縣電業(yè)局