[发明专利]利用无畸变波形的电能表

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电器技术领域的电表，特别是一种利用无畸变波形的电能表。

背景技术

大厦、住宅等建筑物内一般都安装有多个空调设备、照明设备等仪器设备。对这些仪器设备所耗费的电功率或电量进行计量，通常要用到电能表。

现有的一些电能表是通过放大、采样有关电流或电压的信号并经过运算以计量电量总和。如日本特开平5-180874《测量范围自动切换装置》、日本特开2002-116052《测量装置》所示的电能表通常包括：放大电路，用于放大输入电压或电流的相关信号；切换电路，用于根据已输入电压或电流的相关信号切换放大率。在上述现有技术所示的电能表由于采用继电器等开关做切换电路，在使用过程中需要考虑继电器等开关本身的耐久性，即开关的寿命。而且，用开关切换放大率，就受切换时机的影响，有时已被放大的信号会产生波形畸变。采用发生波形畸变的信号进行运算就会产生误差，从而导致电能表的测量精度降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用无畸变波形的电能表。本发明不需要切换开关等用来切换放大率的切换装置，不需要考虑切换装置的耐久性或放大率的切换时机等因素。因此，可以运用无畸变波形进行运算。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：一个信号输出部、多个信号调理部、采样部、选择部、运算部。该一个信号输出部，用于输出有关电流或电压的信号。该多个信号调理部，具有相互不同的放大率，用于调理由上述一个信号输出部输出的信号。该采样部，对经上述多个信号调理部调理后的已调理信号分别进行采样。该选择部，其从经上述采样部采样的信号中选取其中一个信号。该运算部，运用被上述选择部选取的信号进行运算。

在本发明中，从一个信号输出部输入到各信号调理部的信号，经不同的放大率放大、调理后，被采样。接着，选择部从被采样信号中选取其中一个信号，该被选取的信号，被用于在运算部运算。

所述的采样部为至少一个A/D转换器，其对调理后的信号分别进行采样和A/D转换。

当所述的采样部为一个A/D转换器时，所述的电能表还包括时间间隔控制器。时间间隔控制器控制A/D转换的时间间隔，使所述一个A/D转换器在不同的时刻对调理后的信号进行A/D转换。

当从多个信号调理部输出的多个调理后的信号，被同时输入所述一个A/D转换器进行A/D转换时，例如调理后的信号的间有时会发生冲突。但是，该电能表中的A/D转换器，分别在相互不同的时刻对调理的的各信号实施A/D转换。因此，即使只有一个A/D转换装置，也可以避免信号的间的冲突。

所述的选择部基于经采样部采样的至少一个信号判断由所述一个信号输出部输出的信号的大小，根据其判断结果从被采样信号中确定要选取的信号。

例如，当从一个信号输出部输出的信号其大小突然发生变化时，该电能表根据从该一个信号输出部输出的各个时刻的信号的大小，确定要选取经哪个放大率调理并采样的信号。因此，不管信号的大小如何变化，电能表都能运用经适当放大率调理的信号进行精度较高的运算。

所述的选择部将至少一个被采样信号与规定阈值相比较，根据其比较结果选取信号。

在本发明中，即使由一个传感器输出的信号的大小发生突发性变化，根据被采样信号与规定阈值的比较结果，仍可确定应选取经哪个放大率调理并采样的信号。因此，电能表能够运用经适当放大率调理的信号进行精度较好的运算。

所述信号调理部包括增益放大率较小的第一信号调理部和增益放大率较大的第二信号调理部。该选择部将经所述第一信号调理部进行调理的第一采样信号值与规定阈值进行比较。其结果，当所述第一采样信号值在规定阈值范围外时，选择所述第一采样信号；当所述第一采样信号值在所述规定阈值以内时，选择由第二信号调理部进行调理第二采样信号。

在本发明中，以经放大率较小的第一信号调理部调理后的第一信号为基准，进行信号选择。因此，电能表可以容易地判断出应选取第一信号或第二信号中的哪一个。

当选择部选取第二信号时，运算部利用将第一信号调理部的放大率与第二信号调理部的放大率的比值乘以第二信号后得到的第二信号进行运算。

这样一来，当经放大率较大的第二信号调理部调理的第二信号值被用于运算时，该第二信号，是在结合第一信号调理部的放大率予以调理后才被运用于运算的。因此，即使第一信号调理部的放大率与第二信号调理部的放大率的间存在差值，该电能表也能够减小该放大率差值对运算结果产生的影响。