[实用新型]多用户数字电度表

说明书

该实用新型是一个涉及到多用户电能测量，特别是应用于民用住宅电能测量，以数字形式集中显示每一用户累计用电量和应交电费数额的多用户数字电度表。

电能测量通常采用的都是基于感应原理的机械式电度表，这种仪表有机械磨损部件，寿命短、准确性差、灵敏度低、超负荷能力差、安全性差、抄表收费繁杂等缺点，D86系列电度表，虽然在超负荷能力方面，在延长使用寿命方面，在提高灵敏度方面有所改进，但仍存有基于感应原理的机械式电度表的上述固有缺陷。

中国专利CN104344A中公开了采用微机技术，通过多回路定时采样，利用采得的电压、电流平均值相乘的方式，计算用电量。该方式要求采样周期足够短，因此采样占用很多机器时间，难以扩展更多采样路数，掉电后，数据保护要求有备用电源，这样增加了仪器的维护量，数据的非遗失性、可靠性较差，不利于推广普及使用。

本实用新型的目的是提供一种数字式电度表，它适用于多用户电能测量，以数字形式集中显示每一用户的累计用电量以及应交纳电费数额。它不用任何备用电源，可保持数据不遗失，准确可靠。

市电电源一般是50Hz正弦波，因此可采用如下公式计算第j路的用电量。

Pj＝U_mi·I_mij·COSφ_ij·R_i·△T

其中j为采样路号，i指第i次采样，△T为采样时间周期，Um－电压峰值，Imj－用户（j）负荷电流峰值，COSφ－功率因数，R－量化系数。本发明即按这一工作原理实现的。这种数字电度表是由：电源、多路采样开关、峰值检测保持电路、量程自动转换电路、相位差检测电路、A／D转换电路、单片机电路、存贮器电路和键盘显示器电路组成。

多路采样开关电路，由单片机电路控制，每一采样周期开始时，由计算机控制多路采样开关，顺序选通各路采样通道，由于导线电阻很小，所以电压采样可以以一点采样，电压取样部分可以通过电阻分压取得。电流取样可以通过电流互感器或分流电阻形式取得。

峰值采样保持电路，由计算机控制选通某一采样通道之后，计算机启动相位差检测电路，同时计算机置位峰值保持器进入峰值保持状态，在此状态下，一旦峰值采样保持器采样到峰值信号就保持下来，并立即向计算机发出信号。在这一过程中，在峰值采样保持器输入端，输入信号与保持器的保持信号相比较，它不理睬小于峰值的输入信号，而总是力图保持高于保持器中的峰值信号。该电路在一个正弦波周期的时间内，即在电频率50Hz时，只用20ms时间，即可准确地将正弦波的峰值采样并保持。所以利用该电路可以实现高速的多路采样。在二秒钟内可完成50路以上的采样及数据处理。

计算机接受到峰值采样保持器的峰值信号后，即启动A／D转换电路。

相位检测电路由二个检零比较器及单片机的时间／计数器组成，计算机通过计算由两个过零信号间的时间差而得到相位差，并通过查表程序指令，查得对应的COSφ值。

峰值信号在进入A／D电路转换之前，进入自动量程转换电路，通过自动量程转换电路，对峰值信号进行不同放大倍数的放大，这样可提高A／D转换电路的分辨率，提高测量精度。量程转换电路输出端接A／D转换电路的输入端。计算机启动A／D转换后，即进行数模转换。转换结果，经数字滤波后，送入存贮单元。这样计算机即可根据采得的Um，Im值以及程序中给定的△T值，R值进行数据处理运算，得到△T时间间隔内的各路累计用电量，将该用电量与以前的累计量相加，并存贮，即完成电能的采样，累计及存贮功能。