專利名稱：三相鉤式電力計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三相鉤式電力計。
在日常生活中，人們經(jīng)常會需要測量電壓、電流及功率的值，因此，為了滿足人們的需要，各式電表應(yīng)運(yùn)而生，早期的指針式電表，其使用時需要將正、負(fù)測試線分別接到正、負(fù)接頭(或極、線)。但該電表只適用在家庭或工廠中的小電壓、電流及功率的測量，對于高壓電設(shè)備，則易生危險，而且有時環(huán)境根本不允許用測試線去測量，因此它并不適合此種情況下使用。為了提高線路品質(zhì)以節(jié)省電費(fèi)，大電力用戶需要時常測量功率因素(即實(shí)際使用的真實(shí)功率與電力公司輸入的視在功率之比)，因此迫切需要一種優(yōu)良可靠的電力計，作為電氣人員測量功率時的必備工具。因此，數(shù)字式電表的問世，其可以將所要測量項(xiàng)目的數(shù)據(jù)自動顯示在液晶顯示器上，是一種優(yōu)良的產(chǎn)品。但，其大多數(shù)是用于低電壓環(huán)境及簡單的電氣要求，因此在使用范圍上將有所限制。所以目前仍使用一種測量裝置，如日本MUSASHI公司生產(chǎn)的PA-2000型功率分析器(如圖8所示)，它可提供多用途的電力測試功能。該功率分析器50包括一設(shè)于內(nèi)部的運(yùn)算單元(圖中未示)；分設(shè)于外部且與所述運(yùn)算單元輸入端連接的電壓測線組51、52；分設(shè)于外部亦和所述運(yùn)算單元輸入端連接的電流測線組53、54；一設(shè)于外部供連接測線的溫度感測端子55；一設(shè)于外部且與所述運(yùn)算單元輸出端連接的顯示器56；一設(shè)于外部供內(nèi)設(shè)運(yùn)算單元與外部打印機(jī)連接的RS-232介面埠57；一設(shè)于外部用于控制電源的電源開關(guān)58；一設(shè)于內(nèi)部且與運(yùn)算單元輸出端連線的打印裝置59；及，一位于外部前端供提攜用的提手501。其中兩電壓測線組51、52分別具有三條及四條接線，其中含有三條接線的電壓測線組51是供測量三相三線電壓，另一組含有四條接線的電壓測線組52則用以測量三相四線電壓；兩電流測線組53、54亦分具有二條及三條接線，其中含有二條接線的電流測線組53是用以測量三相三線電力線的電流，另一含有三組接線的電流測線組54則用以測量三相四線電力線的電流。以測量三相四線的功率為例，必須以電流測線組54的三組接線分別鉤在電力線的RST相上以測量電流，再將電壓測線組52分別接到電力線的RST相及地線上，以測量其電壓，隨后由內(nèi)部的運(yùn)算單元利用P＝IV的公式求出單相功率(W)，再根據(jù)公式W3φ4W＝WRST＝WR+WS+WT累加各相功率值以求出電力線的總功率，如此才能完成測量程序，并將測量值顯示在該顯示器56上。而該打印裝置59則可打印上述數(shù)值。
由上述說明可知，所述功率分析器50可供量測單相或三相電源的電流、電壓及功率值，且同時兼具顯示、打印測試數(shù)據(jù)等功能。但是，其組件多、接線復(fù)雜費(fèi)時，且笨重不能作為手工具，需要多人幫助拿持測線組等缺點(diǎn)，又因其不具備存儲功能，故無法存儲上次測量結(jié)果，因此對于相關(guān)的數(shù)據(jù)需要一次測量完畢，對于需要作多次測量極不方便，同時前述功率分析器50也不能作雙重數(shù)值如電壓/頻率的顯示。甚至，其可測量的電壓、電流及功率范圍仍不夠大。
本實(shí)用新型主要目的在提供一種適用于測量三相三線式及三相四線式電力線及AC/DC不平衡功率，且具備低成本、輕便、儲存、雙重數(shù)值顯示的、可測量高電流、高電壓與功率值等用途的手工具型三相鉤式電力計。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種三相鉤式電力計，它包括一手工具形式的本體、一設(shè)置在本體前端供勾掛電力線上以測量電流值的可開閉鉤部、設(shè)于本體適當(dāng)位置的正/負(fù)電壓接線端、一設(shè)于本體內(nèi)部的且分別和前述鉤部及正/負(fù)電壓接線端連接的運(yùn)算單元，所述的本體上還分別設(shè)有作功能選擇的保持鍵、旋鈕開關(guān)、按鍵組及顯示數(shù)值的顯示器，該保持鍵、旋鈕開關(guān)、按鍵組及顯示器也分別和所述的運(yùn)算單元連接，所述的運(yùn)算單元包含有一乘法器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、一微處理器及一存儲器。
上述的三相鉤式電力計，該本體是由相對并合的上殼體和下殼體組成，其中上殼體表面設(shè)置有顯示器、保持鍵、旋鈕開關(guān)及按鍵組。
上述的三相鉤式電力計，該鉤部是由一固定鉤臂和一活動鉤臂組成，其中固定鉤臂是固設(shè)在本體上，活動鉤臂則樞設(shè)在本體上，而和固定鉤臂構(gòu)成一封閉的鉤環(huán)，又在活動鉤臂的下端延伸形成有一按壓部。
上述的三相鉤式電力計，該正/負(fù)電壓接線端是設(shè)在本體的底端處。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，當(dāng)鉤部及正/負(fù)電壓接線端分別測得電力線的電流值與電壓值時，可送至內(nèi)部的運(yùn)算單元中進(jìn)行換算，并將相關(guān)數(shù)據(jù)顯示在顯示器上，顯示器能顯示雙重數(shù)值如電壓/頻率、電流/頻率等，本實(shí)用新型具有存儲功能，可累計多次測量值以求出總值，能測量AC/DC 2000A，AC 600V，DC 800V，AC/DC 2000KW(三相)等高電流、電壓及功率，是一種構(gòu)造輕便的手工具形式，除方便攜帶外，其操作亦十分輕便簡單。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)特征及目的。


圖1是本實(shí)用新型的立體圖；圖2是本實(shí)用新型的功能方塊圖；圖3是本實(shí)用新型測量三相三線AC/DC不平衡功率其中一相的工作示意圖；圖4是本實(shí)用新型測量三相三線AC/DC不平衡功率另一相的工作示意圖；圖5是本實(shí)用新型測量三相四線AC/DC不平衡功率第一相的工作示意圖；圖6是本實(shí)用新型測量三相四線AC/DC不平衡功率第二相的工作示意圖；圖7是本實(shí)用新型測量三相四線AC/DC不平衡功率第三相的工作示意圖；圖8是現(xiàn)有功率分析器的結(jié)構(gòu)示意圖。
有關(guān)本實(shí)用新型的構(gòu)成，首先請參看圖1所示，其包括有一本體10，它構(gòu)成手工具形式；一可開閉鉤部20，是位于本體10前端供勾掛電力線上，以測量其電流值；一正/負(fù)電壓接線端17、18，是設(shè)在本體10的適當(dāng)位置；及一運(yùn)算單元，是設(shè)在本體10內(nèi)部。
本體10是由相對并合的上殼體11及下殼體12所組成，其中上殼體11表面還設(shè)有作功能選擇的按鍵組16、一作數(shù)值顯示的顯示器15、一作功能選擇的旋鈕開關(guān)14及一將測試數(shù)值暫時鎖定在顯示器15上的保持鍵13。
鉤部20包括有一固設(shè)在本體10前端的固定鉤臂21及一樞設(shè)在本體10前端而和固定鉤臂相對構(gòu)成一封閉式鉤環(huán)的活動鉤臂22。
活動鉤臂22是樞接在前述的上、下殼體11、12間，其末端延伸形成有按壓部220，當(dāng)按壓部220受壓時，將活動鉤臂22和固定鉤臂21分離而呈張開狀，由此可供勾掛到電力線上。
又上述保持鍵13被按下時，可在運(yùn)算單元上暫存該筆測試數(shù)值，并鎖定在顯示器15上，供和其他測試數(shù)值進(jìn)行累計換算。
旋鈕開關(guān)14，是供啟閉電源及選擇檢測功率(W)、電壓(V)、電流(A)或相位等測試功能。
按鍵組16包括一讀取鍵161、一選擇鍵162、一記錄鍵163及一歸零鍵164。其中讀取鍵161可讀取數(shù)值或選擇次一功能；選擇鍵162是供選擇三相三線或三相四線式電力線測試功能；記錄鍵163是供儲存測試數(shù)值；歸零鍵164則在重置測試功能。
上述的正/負(fù)電壓接線端17、18是位在本體10底部，其是供分別連接正、負(fù)極的測試接線，以連接到三相電力線中的其中兩相，而量測其電壓值。
該運(yùn)算單元30是設(shè)在本體10內(nèi)部，其構(gòu)造請參看圖2所示，其包含一分別和鉤部20及正/負(fù)電壓接線端17、18連接的乘法器31；一將乘法器31送出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器32；一進(jìn)行運(yùn)算處理的微處理器33；一供儲存測試數(shù)值的存儲器34。
前述電路在測量電力線的功率時，是先取得電壓(V)及電流(I)信號再輸入乘法器31，利用P＝VI的公式而求出功率值，因?yàn)楣β?P)信號輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器32后會經(jīng)過模擬/數(shù)字的轉(zhuǎn)換形式，再輸入微處理器33去處理。若需要多次測量，則微處理器33也可先將第一次測量的值儲存在存儲器34中，在第二次量測后再將前一測量值從存儲器34中讀出，與本次的測量值相加，所得到值再儲存到存儲器34中，如此重覆直到測量完畢為止。
由上述說明可看出本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，至于其工作方式，詳如以下所述，首先請參看圖3，是用于測量三相三線式電力線，其中的三相三線式電力線已接到負(fù)載的三相馬達(dá)40上。在此聲明若要測量電壓，只需要將R相(L1)或T相(L3)通過測試接線41和本體10的正電壓接線端17相接，將S相(L2)通過另一條測試接線42和本體10上的負(fù)電壓接線端18相接即可；同理，若要測量電流，只需要用鉤部20勾掛在R相(L1)或T相(L2)的電力線上即可。
三相三線AC/DC不平衡功率測量的R相(L1)測量(即測量WRS)的操作程序?yàn)?.先打開電源；2.將旋鈕開關(guān)14設(shè)為3Φ，按選擇鍵162一次以顯示三相三線符號在顯示器15上，并閃爍WRS符號以指示可以測量；3.若W值不是零，則按歸零鍵164將其歸零；4.使R相(L1)通過測試接線41與正電壓接線端17相接，又將S相(L2)通過另一測試接線42和負(fù)電壓接線端18相接后，即可供測量電壓，此時R相電力線(L1)的電壓值(V)將輸入到乘法器31(請參照圖2的說明)；5.用鉤部20勾掛到R相的電力線(L1)上，以測量其電流，其電流值(I)也輸入到乘法器31，而與步驟4所取得電壓值(V)在乘法器31中相乘而取得功率值WRS，此一模擬形式的功率值WRS將經(jīng)由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式再送到微處理器33，并經(jīng)微處理器33送到顯示器15予以顯示(也參照圖2的說明)；6.當(dāng)顯示器15上的數(shù)值穩(wěn)定時，按讀取鍵161即可將該次測量值貯存在運(yùn)算單元的存儲器34中，并同消除顯示器15上的WRS符號。
又請參看圖4所示，其顯示測量三相三線AC/DC不平衡功率的T相(L3)功率(即測量WST)的操作程序1.將接至R相電力線(L1)上的測試接線41移至T相(L3)后即可測量電壓，電壓值(V)是送到乘法器(31)的其中一輸入端(參照圖2的說明)；2.移出鉤部20；3.若W值不是零，則按歸零鍵164將其歸零；4.以鉤部20勾掛在T相電力線(L3)上以測量其電流值，其電流(I)并送至乘法器31的另一輸入端，而和步驟1所取得電壓值(V)在乘法器31中相乘而得到功率值WST，又經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器32轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式后送到微處理器33，再通過微處理器33輸出到顯示器15予以顯示；5.當(dāng)顯示器15上的數(shù)值穩(wěn)定時，按讀取鍵161即可將該次測量值貯存在運(yùn)算單元的存儲器34中，并同消除顯示器15上的WST符號。
再按一次讀取鍵161，即可將此二次測量值的總和顯示在顯示器15上，而通過微處理器33的運(yùn)算，將產(chǎn)生三相三線電力線的AC/DC不平衡功率及其功率因數(shù)(PF)，其換算公式如下W3φ3W＝WRST＝WRS(L1L2)+WTS(L3L2)KVAR3φ3W＝KVARRS(L1L2)+KVARTS(L3L2)KVA3φ3W=KW23φ3W+KVAR23φ3W]]>PF3φ3W=KW3φ3WKVA3φ3W]]>又請參看第五至七圖所示，是本實(shí)用新型分別用于測量三相四線式電力線的R相、S相及T相電源的工作示意圖。其與三相三線式的差別在于1.三相三線式無接地線，因此將RST相中的任一相通過測試接線42和負(fù)電壓接線端18連接，以作為虛擬地線；而三相四線式則設(shè)有一地線(N)，可直接通過測試接線42和負(fù)電壓接線端18連接；2.三相三線式只要測量二次功率，亦即執(zhí)行R相及T相功率測量步驟各一次(一般而言，只需要量測RST三相電源中的其中兩相電源功率即可)；三相四線式則要測量三次功率，即分別執(zhí)行R相、S相及T相功率測量步驟各一次。
3.三相三線式的功率總和及功率因數(shù)(PF)公式為W3φ3W＝WRST＝WRS(L1L2)+WTS(L3L2)KVAR3φ3W＝KVARRS(L1L2)+KVARTS(L3L2)KVA3φ3W=KW23φ3W+KVAR23φ3W]]>PF3φ3W=KW3φ3WKVA3φ3W]]>而三相四線式的功率總和及功率因數(shù)(PF)公式則為W3φ4W＝WRST＝WR(L1)+WS(L2)+WT(L3)KVAR3φ4W＝KVARR(L1)+KVARS(L2)+KVART(L3)KVA3φ4W=KW23φ4W+KVAR23φ4W]]>PF3φ3W=KW3φ4WKVA3φ4W]]>至于三相四線式功率測量的其他程序則與三相三線式相同，請逕予參閱。
權(quán)利要求1.一種三相鉤式電力計，其特征在于，它包括一手工具形式的本體、一設(shè)置在本體前端供勾掛電力線上以測量電流值的可開閉鉤部、設(shè)于本體適當(dāng)位置的正/負(fù)電壓接線端、一設(shè)于本體內(nèi)部的且分別和前述鉤部及正/負(fù)電壓接線端連接的運(yùn)算單元，所述的本體上還分別設(shè)有作功能選擇的保持鍵、旋鈕開關(guān)、按鍵組及顯示數(shù)值的顯示器，該保持鍵、旋鈕開關(guān)、按鍵組及顯示器也分別和所述的運(yùn)算單元連接，所述的運(yùn)算單元包含有一乘法器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、一微處理器及一存儲器。
2.如權(quán)利要求1所述的三相鉤式電力計，其特征在于所述的本體是由相對并合的上殼體和下殼體組成，其中上殼體表面設(shè)置有顯示器、保持鍵、旋鈕開關(guān)及按鍵組。
3.如權(quán)利要求1或2所述的三相鉤式電力計，其特征在于所述的鉤部是由一固定鉤臂和一活動鉤臂組成，其中固定鉤臂是固設(shè)在本體上，活動鉤臂則樞設(shè)在本體上，而和固定鉤臂構(gòu)成一封閉的鉤環(huán)，又在活動鉤臂的下端延伸形成有一按壓部。
4.如權(quán)利要求1或2所述的三相鉤式電力計，其特征在于所述的正/負(fù)電壓接線端是設(shè)在本體的底端處。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種三相鉤式電力計,它包括:一本體、一設(shè)置在本體前端供勾掛電力線上以測量電流值的可開閉鉤部、設(shè)于本體適當(dāng)位置的正/負(fù)電壓接線端及一設(shè)于本體內(nèi)部的運(yùn)算單元。其中,該運(yùn)算單元包含有一乘法器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、一微處理器、一存儲器及分設(shè)于本體外的顯示器及按鍵組,利用上述鉤部及正/負(fù)電壓接線端所測得電力線的電流值與電壓值將經(jīng)由乘法器及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬/數(shù)字形式轉(zhuǎn)換后送至微處理器,并由顯示器予以顯示。
文檔編號G01R15/14GK2387544SQ9921864
公開日2000年7月12日 申請日期1999年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月26日
發(fā)明者程立暉, 劉秋亨 申請人:泰儀電子股份有限公司