專利名稱：三相高精度寬量程電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三相電子式電能表，尤其是三相高精度寬量程電能表。
背景技術(shù)：
目前對(duì)于三相電能的計(jì)量可以分為三種方式一是采用單個(gè)或者三個(gè)通用計(jì)量芯 片加MCU的方式，如ADI、Cirrus等公司的計(jì)量器件；二是采用4/6路同步采樣12位或16 位ADC與RISC技術(shù)的MCU或DSP配套的軟件實(shí)時(shí)處理計(jì)量技術(shù)。如采用AD73360AR等模 數(shù)轉(zhuǎn)換器件與PIC17/18或AVR系列RISC指令單片機(jī)等組成的測(cè)量系統(tǒng)，這在多功能表部 分的應(yīng)用比較普及，而更復(fù)雜的基于DSP數(shù)字信號(hào)處理器(如TI的TMS320系列與ADI的 ADSP219X等)的電能表主要應(yīng)用于高精度關(guān)口計(jì)量；三是采用電能表生產(chǎn)商獨(dú)立開發(fā)的 ASIC專用計(jì)量芯片。采用通用計(jì)量芯片的三相電能表由于對(duì)于電能計(jì)量方面技術(shù)成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，二 次開發(fā)容易等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些通用的計(jì)量器件的量程一般為4 8倍 的過(guò)載，屬于專用計(jì)量的范疇。隨著人們生活水平的不斷提高，用電量不斷增加，需要根據(jù) 用戶的需求更換電能表，給電網(wǎng)的智能化管理和維護(hù)帶來(lái)很大的麻煩，同時(shí)易造成人力和 物力的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有更高準(zhǔn)確度等級(jí)和較寬電流測(cè)量范圍的三相 高精度寬量程電能表。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種三相高精度寬量程電能表，包括微控制器，其特別之處在于，所述微控制器與 一寬量程計(jì)量芯片連接。其中寬量程計(jì)量芯片為采用具有霍爾效應(yīng)電能計(jì)量方法的集成電路。其中寬量程計(jì)量芯片為瑞士蘭吉爾公司的計(jì)量芯片LGG-MESA。其中還包括IXD顯示器模塊，該IXD顯示器模塊由IXD顯示屏與IXD控制器組成， 該LCD控制器通過(guò)接口電路與微控制器電連接。其中微控制器為16位或32位微控制器。本實(shí)用新型的電能表與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是具有更高的準(zhǔn)確度等級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)高 于0. 2S級(jí)的電能計(jì)量，二是具有較寬的電流測(cè)量范圍0. OlA 200A，能夠滿足不同時(shí)期， 不同用戶的需求；三是為電網(wǎng)的智能化管理帶來(lái)極大的方便；四是能夠最大化的節(jié)省人力 和物力，不會(huì)因頻繁的更換電能表而帶來(lái)的人力和物力的浪費(fèi)。

附圖1為本實(shí)用新型中寬量程計(jì)量芯片的霍爾效應(yīng)原理圖；附圖2為本實(shí)用新型電能表的邏輯原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明本實(shí)用新型公開了一種全密封式設(shè)計(jì)的電子式三相高精度寬量程電能表，如圖2 所示，該電能表主要包括基于霍爾效應(yīng)的高精度寬量程電能計(jì)量芯片、16位微控制器、系統(tǒng) 時(shí)鐘、電源管理、紅外通信接口、RS485通信接口、IXD顯示器、FLASH大容量存儲(chǔ)器、繼電器 等幾部分電路。在實(shí)現(xiàn)寬量程電能計(jì)量部分的測(cè)量前端采用紫銅直通端子，實(shí)現(xiàn)寬量程電 能的計(jì)量。寬量程計(jì)量芯片為瑞士蘭吉爾(Landis+Gyr)公司的計(jì)量芯片LGG-MESA，還包括 IXD顯示器模塊，該IXD顯示器模塊由IXD顯示屏與IXD控制器組成，該IXD控制器通過(guò)接 口電路與微控制器電連接，微控制器為16位或32位微控制器。本實(shí)用新型的工作原理如下一是寬量程電能的計(jì)量采用霍爾效應(yīng)原理，如圖1所示，霍爾電勢(shì)差的大小和電 流I及磁感強(qiáng)度B成正比，而與板的厚度d成反比?；魻栯妱?shì)差可Uh定量地表示為Uh = Rh IB/d式中RH稱為材料性質(zhì)有關(guān)的霍爾系數(shù)，其值為。這里n、q分別為載流子數(shù)密度 和載流子的電荷量。根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，讓恒流源I通過(guò)均勻厚度的半導(dǎo)體PN結(jié)，將待測(cè)量的電信號(hào) i(如相電流信號(hào)Ia、Ib、/Ic)轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)B，通過(guò)測(cè)量Uh的電位值，可以建立起下 列線性關(guān)系Uh = kH · i其中kH為材料性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，i為被測(cè)量的電參數(shù)信號(hào)(如相電流信號(hào)la、lb、 Ic)。與采用電流互感器(CT)的常規(guī)測(cè)量相比，霍爾效應(yīng)電流傳感器具有測(cè)量電流范圍 大，動(dòng)態(tài)范圍寬，且大電流不會(huì)使傳感器飽和；輸出線性度高，精度高，帶寬高(DC 5MHz)， 可測(cè)直流分量；高測(cè)量增益，使器件誤差對(duì)產(chǎn)品性能影響很??；輸入阻抗大，電流回路損耗 低；輸入輸出信號(hào)之間的角差小等特點(diǎn)。二是采用具有霍爾效應(yīng)原理的三相寬量程高精度計(jì)量芯片，該芯片內(nèi)部集成了霍 爾傳感器、信號(hào)調(diào)理器、Σ -Δ原理的16位ADC、三階SINC濾波器、偏置補(bǔ)償電路、基準(zhǔn)電壓 源、可編程電流/電壓延遲電路、直流分流消除電路等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度電能的計(jì)量。三是在三相寬量程測(cè)量前端對(duì)要測(cè)量的三相電流通過(guò)專用寬量程信號(hào)采集端子， 端子部分特別設(shè)計(jì)了一個(gè)磁性扣件與寬量程計(jì)量芯片的霍爾傳感器形成磁接觸。電壓信號(hào) 以分壓方式將信號(hào)變換到寬量程計(jì)量芯片需要的范圍，從而實(shí)現(xiàn)了寬量程電能的計(jì)量。四是寬量程計(jì)量芯片采集電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，微控制器通過(guò)SPI接口將將計(jì)量芯片采 集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算處理，并將分析處理后的數(shù)據(jù)保存在RAM區(qū)域，存儲(chǔ)器和大容量 FLASH 內(nèi)。五是微控制器把相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)IXD顯示，紅外，RS485通信等方式傳輸給管理 端，此部分的數(shù)據(jù)傳輸滿足相應(yīng)的行業(yè)技術(shù)協(xié)議。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求一種三相高精度寬量程電能表，包括微控制器，其特征在于所述微控制器與一寬量程計(jì)量芯片連接。
2.如權(quán)利要求1所述的三相高精度寬量程電能表，其特征在于其中寬量程計(jì)量芯片 為采用具有霍爾效應(yīng)電能計(jì)量方法的集成電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的三相高精度寬量程電能表，其特征在于其中寬量程計(jì)量 芯片為瑞士蘭吉爾公司的計(jì)量芯片LGG-MESA。
4.如權(quán)利要求1或2所述的三相高精度寬量程電能表，其特征在于其中還包括LCD顯 示器模塊，該IXD顯示器模塊由IXD顯示屏與IXD控制器組成，該IXD控制器通過(guò)接口電路 與微控制器電連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的三相高精度寬量程電能表，其特征在于其中微控制器為 16位或32位微控制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及三相電子式電能表，尤其是三相高精度寬量程電能表，包括微控制器，其特點(diǎn)是，所述微控制器與一寬量程計(jì)量芯片連接。本實(shí)用新型的電能表與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是具有更高的準(zhǔn)確度等級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)高于0.2S級(jí)的電能計(jì)量，二是具有較寬的電流測(cè)量范圍0.01A～200A，能夠滿足不同時(shí)期，不同用戶的需求；三是為電網(wǎng)的智能化管理帶來(lái)極大的方便；四是能夠最大化的節(jié)省人力和物力，不會(huì)因頻繁的更換電能表而帶來(lái)的人力和物力的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)G01R22/06GK201773151SQ201020265820
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者黨政軍, 常興智, 羅長(zhǎng)榮 申請(qǐng)人:寧夏隆基寧光儀表有限公司