專利名稱：計(jì)量插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種家用電工電器，具體地講是一種家用計(jì)量插座。
背景技術(shù)：
目前市場上家用的電源插座有很多，其作用是接插家用電器，為家用電器提供電源。而家用的整個(gè)用電情況只有從供電局安裝的電度表才能知道，對每個(gè)家用電器的用電功率人們并不清楚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以讓用戶了解各種家用電器負(fù)荷用電情況的計(jì)量插座，以克服上述的缺陷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特點(diǎn)是在電源插座上設(shè)置有顯示用電電量的顯示屏；上述顯示屏旁還設(shè)置有一個(gè)清零按鍵；上述顯示屏旁還設(shè)置有三個(gè)發(fā)光管；上述電源插座內(nèi)安裝有計(jì)量電路；上述計(jì)量電路由直流電源、功率計(jì)量集成芯片、單片機(jī)和存儲(chǔ)器構(gòu)成，其中直流電源分別給單片機(jī)和計(jì)量集成芯片提供電源，計(jì)量集成芯片的輸入端取交流電源的電流采樣信號(hào)和電壓采樣信號(hào)，其輸出端與單片機(jī)相連接，存儲(chǔ)器也與單片機(jī)相連接，單片機(jī)的輸出連接有顯示用電電量的顯示屏、清零按鍵和發(fā)光管。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于①計(jì)量準(zhǔn)確計(jì)量精度與1級(jí)精度的電表相當(dāng)；②多種功能在具有普通電器轉(zhuǎn)換器(插座)功能的基礎(chǔ)上，還增加了測量累計(jì)用電電量、插座負(fù)載的瞬時(shí)功率、累計(jì)用電時(shí)間的功能。③使用方便用戶不用做任何復(fù)雜的操作，只需在插座供電后將電器插頭插入插座即可；用戶可直接通過LED和數(shù)碼管顯示來很直觀的讀取用電信息；數(shù)碼管輪循顯示三種用電數(shù)據(jù)并有對應(yīng)的LED燈指示。停電時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)保存。另外，用戶可以通過面板上的清零按鈕清零內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)。④電路功耗低；整機(jī)功耗小于0.8W；


圖1為本發(fā)明的外形示意圖。
圖2為本發(fā)明的原理框圖。
圖3為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
本發(fā)明在電源插座的基礎(chǔ)上，加上專用電能計(jì)量單元計(jì)量用戶消耗的電能，經(jīng)微處理器處理后，計(jì)算并保存相關(guān)的用電數(shù)據(jù)(總用電電量，總用電時(shí)間，負(fù)載瞬時(shí)功率)，通過發(fā)光管LED指示和數(shù)碼管2顯示來說明對應(yīng)的用電信息；用戶可通過清零按鍵1來清零數(shù)據(jù)。
本發(fā)明由數(shù)碼管2、發(fā)光管LED、計(jì)量電路、清零按鈕1、插座轉(zhuǎn)接單元和外殼構(gòu)成，計(jì)量電路和插座轉(zhuǎn)接單元清零按鈕1在數(shù)碼管正左邊，三個(gè)發(fā)光管LED豎排在數(shù)碼管2的正右邊，計(jì)量電路的錳銅分流器輸出連接插座轉(zhuǎn)接單元的回路。
本發(fā)明的工作原理是用戶用電時(shí)，利用專用功率計(jì)量集成芯片IC實(shí)時(shí)測量負(fù)載的有功功率并轉(zhuǎn)換為與功率對應(yīng)的脈沖信號(hào)；單片機(jī)CPU通過處理脈沖信號(hào)，精確計(jì)算出負(fù)載功率、用電時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)在數(shù)碼管2上將數(shù)據(jù)顯示出來；停電數(shù)據(jù)不丟失?？衫们辶惆存I1清零存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的功率計(jì)量電路的功率計(jì)量集成芯片采用靜止式電子電度表專用大規(guī)模集成電路CS7032，該芯片線性好，動(dòng)態(tài)工作范圍寬，防潛動(dòng)，啟動(dòng)電流為5‰Ib(Ib為額定電流)。通過錳銅分流器和電阻分壓的方式采樣到通過負(fù)載的電流及負(fù)載兩端的毫伏級(jí)電壓，利用專用電能計(jì)量芯片IC內(nèi)部集成的輸入緩沖放大器和模擬乘法器，根據(jù)P＝U·I換算出負(fù)載的有功功率；再經(jīng)過壓頻轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與功率對應(yīng)的方波信號(hào)；功率越大，方波周期越短；反之就越長。單片機(jī)CPU測出一個(gè)脈沖周期(T)，根據(jù)計(jì)量芯片的轉(zhuǎn)換特性有T·N·Ps＝1000·3600即T·Ps＝(1000·3600)/10000(脈沖周期為T(秒)，瞬時(shí)功率為Ps(瓦)，電表系數(shù)N設(shè)為10000imp/kW·h)，即可精確計(jì)算出負(fù)載的瞬時(shí)功率；本發(fā)明為了方便調(diào)校計(jì)量精度，計(jì)量電路預(yù)留了校準(zhǔn)接口，并將電壓采樣通道的分壓電阻設(shè)計(jì)為多個(gè)電阻串聯(lián)，通過短路不同值的電阻，來調(diào)整計(jì)量精度。通過電能表校表臺(tái)實(shí)際校準(zhǔn)后，計(jì)量精度達(dá)到國家二級(jí)電表標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明通過軟件定時(shí)器計(jì)時(shí)計(jì)算出插座上電用電時(shí)間；通過對脈沖數(shù)計(jì)數(shù)Nimp有W＝Nimp/N，從而計(jì)算出用電度數(shù)(kW)。
本發(fā)明的單片機(jī)CPU選用MDT2010A，該型號(hào)的單片I/O口驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管2。因此可采用循環(huán)掃描的方式實(shí)時(shí)在數(shù)碼管2上將數(shù)據(jù)顯示出來，以減少功耗。每顯示一種數(shù)據(jù)，對應(yīng)參數(shù)的發(fā)光管LED燈會(huì)點(diǎn)亮，以方便用戶讀數(shù)。顯示方式如下累計(jì)用電電量 度(四位數(shù)碼管顯示，下同)；顯示瞬時(shí)用電功率 瓦--- 瓦；顯示累計(jì)用電時(shí)間 小時(shí)。
計(jì)量電路還采用AT24LC01B存儲(chǔ)器，為串行EEPROM存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，停電數(shù)據(jù)保存時(shí)間可達(dá)10年。用戶可利用清零按鍵1清零存儲(chǔ)器EPROM內(nèi)部的數(shù)據(jù)。
計(jì)量電路的供電電源采用低功耗的電容分壓方式。經(jīng)過全橋半波整流后利用5伏的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓得到正負(fù)5伏的直流電壓；分別給計(jì)量芯片IC和單片機(jī)CPU供電。整個(gè)電路采用低功耗設(shè)計(jì)后，整機(jī)功耗不超過0.8W。
本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)量插座，其特征在于在電源插座上設(shè)置有顯示用電電量的顯示屏(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)量插座，其特征在于顯示屏(2)旁還設(shè)置有一個(gè)清零按鍵(1)。
3.如權(quán)利要求1所述的計(jì)量插座，其特征在于顯示屏(2)旁還設(shè)置有發(fā)光管(LED)。
4.如權(quán)利要3所述的計(jì)量插座，其特征在于顯示屏(2)旁設(shè)置有三個(gè)發(fā)光管(LED)。
5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)量插座，其特征在于電源插座內(nèi)安裝有計(jì)量電路。
6.如權(quán)利要求4所述的計(jì)量插座，其特征在于計(jì)量電路由直流電源、功率計(jì)量集成芯片(IC)、單片機(jī)(CPU)和存儲(chǔ)器(EPROM)構(gòu)成，其中直流電源分別給單片機(jī)(CPU)和功率計(jì)量集成芯片(IC)提供電源，計(jì)量集成芯片(IC)的輸入端取交流電源的電流采樣信號(hào)(3)和電壓采樣信號(hào)(4)，其輸出端與單片機(jī)(CPU)相連接，存儲(chǔ)器(EPROM)也與單片機(jī)(CPU)相連接，單片機(jī)(CPU)的輸出連接顯示用電電量的顯示屏(2)、清零按鍵(1)和發(fā)光管(LED)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計(jì)量插座，其特點(diǎn)是在電源插座上設(shè)置有顯示用電電量的顯示屏。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、計(jì)量準(zhǔn)確計(jì)量精度與1級(jí)精度的電表相當(dāng)；2、多種功能在具有普通電器轉(zhuǎn)換器(插座)功能的基礎(chǔ)上，還增加了測量累計(jì)用電電量、插座負(fù)載的瞬時(shí)功率、累計(jì)用電時(shí)間的功能；3、使用方便用戶不用做任何復(fù)雜的操作，只需在插座供電后將電器插頭插入插座即可；用戶可直接通過LED和數(shù)碼管顯示來很直觀的讀取用電信息；數(shù)碼管輪循顯示三種用電數(shù)據(jù)并有對應(yīng)的LED燈指示。停電時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)保存。另外，用戶可以通過面板上的清零按鈕清零內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)；4、電路功耗低；整機(jī)功耗小于0.8W。
文檔編號(hào)G01R22/00GK1445891SQ03119008
公開日2003年10月1日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者李中澤 申請人:武漢盛帆電子有限公司