專利名稱：?jiǎn)蜗嚯妱?dòng)泵用電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
單相電動(dòng)泵用電度表，用以直接固定在電動(dòng)水泵上對(duì)其用電進(jìn)行計(jì)量。
單相電動(dòng)水泵在南方農(nóng)村得到了廣泛地使用，為了對(duì)其用電進(jìn)行計(jì)量，需要這樣一種電度表它能被直接固定在水泵上隨其移動(dòng)作業(yè)，能防止跳線竊電，能防水、防潮、耐熱、抗震、抗干擾，對(duì)感性或容性不同特性的負(fù)荷能可靠計(jì)量，能在停電和干擾情況下長(zhǎng)期保存電度數(shù)。
申請(qǐng)?zhí)枮?2113287.5的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種電子數(shù)控電度表，但因其不是專門為固定在水泵上而設(shè)計(jì)的，故而在功能及性能上均無(wú)法滿足前述要求。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種滿足前述要求的電度表。
本實(shí)用新型將單片機(jī)裝置不加隔離，直接串入電機(jī)回路，對(duì)負(fù)荷電流和電網(wǎng)電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)計(jì)算得出功率，并將累計(jì)得到的電度數(shù)存入電改寫只讀存儲(chǔ)器EEPROM中，電度數(shù)和功率值由數(shù)碼管分時(shí)顯示。裝置不加隔離，可使成本大為降低，更為主要的是因此而可以直接在一串聯(lián)電阻上取樣，避免了非線性失真，從而使電度表在整個(gè)量程保持精度。電度表顯示功率值，目的在于判別是否存在竊電現(xiàn)象。電度表還對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)過電壓以及欠電壓現(xiàn)象給出告警指示。整個(gè)電度表裝入一封閉小盒中，使用時(shí)單相電機(jī)的兩根線于小盒中與電度表的兩根出線分別連接，電度表的兩根進(jìn)線則由小盒中引出接到電網(wǎng)電源。小盒可由管電員鉛封。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
附

圖1為裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖2為裝置的電原理圖。
附圖3為裝置的工作流程圖。
裝置如結(jié)構(gòu)框圖附圖1所示，由單片機(jī)、電擦寫只讀存儲(chǔ)器讀寫電路、顯示驅(qū)動(dòng)器、數(shù)碼顯示器、電壓取樣電路、電流取樣電路、告警指示、電源組成。附圖2給出了實(shí)現(xiàn)上述裝置的一個(gè)具體電路R1，R2及IC芯片U3-24C01組成電擦寫只讀存儲(chǔ)器讀寫電路；顯示驅(qū)動(dòng)由U2-74HC164和晶體管Q1、Q2、及其相關(guān)電阻器組成；顯示器LED4為4位共陽(yáng)掃描型LED數(shù)碼管；電壓取樣電路由R9、R10、R11和D7、D8，及電解電容E4組成；電流取樣電路由R7、R8、R11和D5、D6，及電解電容E5組成，二極管D5、D6分別為負(fù)荷提供正、負(fù)半周電流通路，電阻R7串于整流電路的一臂上取樣，取樣信號(hào)經(jīng)R8、E5構(gòu)成的阻容濾波后徑直饋送單片機(jī)供模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機(jī)及整個(gè)電路裝置的數(shù)字地即為模擬地，直接連接在電網(wǎng)上，避免了被測(cè)信號(hào)因通過強(qiáng)電隔離而產(chǎn)生失真并降低裝置成本；電源變壓器B1，整流管D1、D2、D3、D4，晶體管Q8、U4-7805，阻容R12、R13、C4、C6、C7、E2組成電源；R3、R4，LED發(fā)光管L2、L3構(gòu)成過、欠壓告警指示電路；R5，R6、C3、Q5構(gòu)成掃描電壓基準(zhǔn)，供單片機(jī)U1-Z86E08完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)開始模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，U1控制晶體管Q5由飽和導(dǎo)通狀態(tài)切換為截止?fàn)顟B(tài)，則在電容C3上形成指數(shù)增長(zhǎng)的電壓，此電壓給U1片內(nèi)供模數(shù)轉(zhuǎn)換之用的比較器提供了基準(zhǔn)信號(hào)；插座CZ1的1、2端作為電度表進(jìn)線通過連線引出電度表外接通電網(wǎng)，3、4端作為電度表的出線在電度表內(nèi)接通電機(jī)引線；整個(gè)電度表裝入一個(gè)封閉的盒內(nèi)，電度表盒可固定在電動(dòng)水泵上。
以下結(jié)合工作程序流程圖說(shuō)明工作原理。
接通電源后，電度表在向負(fù)荷饋電同時(shí)，開始工作。首先單片機(jī)完成復(fù)位和初始化；若干秒穩(wěn)定后，單片機(jī)從U3-24C01中讀取所存的原電度數(shù)，并經(jīng)U2-74HC164送數(shù)碼管LED4顯示；接著單片機(jī)根據(jù)一個(gè)片內(nèi)定時(shí)器開始順序操作。當(dāng)設(shè)定的測(cè)量周期到達(dá)時(shí)，電度表測(cè)量電網(wǎng)電壓和負(fù)荷電流，并根據(jù)實(shí)測(cè)電壓的高低，判別是否過電壓或欠電壓，如是，則點(diǎn)亮相應(yīng)的過電壓或欠電壓LED告警指示燈，如否，則熄滅相應(yīng)告警指示燈。單片機(jī)由所測(cè)得的電流和電壓值計(jì)算得出功率值，并每間隔一定時(shí)間周期予以顯示。單片機(jī)由功率值以及測(cè)量周期得出周期內(nèi)的電功，累加到原有的電度數(shù)上，便得到當(dāng)前電度數(shù)，從而完成一個(gè)測(cè)量周期。電度表將新的電度數(shù)予以顯示并在設(shè)定的存數(shù)周期到達(dá)時(shí)刷新U2-24C01中的舊值，完成了一個(gè)電度數(shù)刷新周期。
本實(shí)用新型成本低。對(duì)野外移動(dòng)作業(yè)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，計(jì)量精度高，能分時(shí)顯示出電度值和負(fù)荷功率。全電子結(jié)構(gòu)，較之機(jī)械式電度表性能可靠。
權(quán)利要求1.一種固定在單相電動(dòng)水泵上的單片化微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的電度表，含單片機(jī)、EEPROM、電網(wǎng)電壓以及負(fù)荷電流的采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，其特征在于電度表具有顯示負(fù)荷電功率值的數(shù)碼顯示器。
2.權(quán)利要求1.所述的電度表，其特征在于電流采樣電路采用直接對(duì)負(fù)荷電流整流，在整流回路中串聯(lián)電阻獲取電流采樣信號(hào)，該信號(hào)與模數(shù)轉(zhuǎn)換以及單片機(jī)之間均未加有強(qiáng)電隔離。
3.權(quán)利要求1所述的電度表，其特征在于電度表有對(duì)電網(wǎng)電壓的過電壓和欠電壓給出指示的指示燈。
4.權(quán)利要求2或3所述的電度表，其特征在于電度表中供模數(shù)轉(zhuǎn)換用的基準(zhǔn)電壓為掃描型的。
專利摘要一種單片機(jī)化電度表,用以固定于單相電動(dòng)水泵上隨其移動(dòng)作業(yè),進(jìn)行用電計(jì)量。電度表通過實(shí)測(cè)電網(wǎng)電壓和負(fù)荷電流進(jìn)行計(jì)量,在顯示電度數(shù)的同時(shí),還顯示出負(fù)荷功率值,以滿足用電監(jiān)查。電度表可對(duì)電網(wǎng)過電壓以及欠電壓給出告警指示。電度表不采用“浮空”方法,故而在量程內(nèi)線性好,精度高,并且成本低。電度表利用EEPROM存儲(chǔ)電度數(shù),斷電不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2300112SQ9624663
公開日1998年12月9日 申請(qǐng)日期1996年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月21日
發(fā)明者陳友蘇 申請(qǐng)人:陳友蘇