專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)蜗喽喙δ茈娔苡?jì)量?jī)x表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電路測(cè)量?jī)x器，特別是一種單相多功能電能計(jì)量?jī)x表。
背景技術(shù)：
多功能電能計(jì)量?jī)x表是當(dāng)今微電子技術(shù)與電工測(cè)量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它使用微處 理器多通道快速采樣實(shí)時(shí)計(jì)算的方式，或者使用微處理器與專(zhuān)用電能計(jì)量芯片的通訊的方 式，可以實(shí)現(xiàn)電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、頻率、電能等多項(xiàng)測(cè)量功能和一些實(shí)時(shí)控制 功能。近年來(lái)多功能電能計(jì)量?jī)x表在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展。多功能電能計(jì)量?jī)x表適用于 參比頻率為50Hz或60Hz的電路，能檢測(cè)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、 電能等參數(shù)，也可附帶開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出，通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出實(shí)現(xiàn)某種保護(hù)或控制功 能，并可作為監(jiān)控模塊與低壓電器配合使用，使不帶智能控制的低壓電器具有智能控制和 網(wǎng)絡(luò)控制功能。目前我國(guó)大多數(shù)終端用戶(hù)沒(méi)有電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)和專(zhuān)門(mén)技術(shù)，這是電網(wǎng)安全運(yùn)行的一 個(gè)非常薄弱的環(huán)節(jié)，其重要程度日益受到重視，因此多功能電能計(jì)量?jī)x表的需求量迅速增 長(zhǎng)。由此，國(guó)際、國(guó)內(nèi)電力企業(yè)紛紛看好商機(jī)，抓緊新技術(shù)開(kāi)發(fā)，不斷推出低壓電器電量監(jiān)控 的新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足電量監(jiān)控市場(chǎng)的應(yīng)用需求。多功能電能計(jì)量?jī)x表的測(cè)量原理、工作方法與原有的電壓、電流表、電能表都有相 當(dāng)大的不同。傳統(tǒng)的多功能電能計(jì)量?jī)x表使用微處理器多通道快速采樣實(shí)時(shí)計(jì)算的方式， 由于使用分離元件實(shí)現(xiàn)對(duì)電流電壓的采樣，因此普遍存在精度和穩(wěn)定性不高的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種能夠高精度、高可靠地對(duì)電壓、電流、有功 功率等電參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的單相多功能電能計(jì)量?jī)x表。本實(shí)用新型為解決其問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，包括一中央處理模塊；一用于顯示系統(tǒng)相關(guān)選項(xiàng)的 顯示模塊，所述顯示模塊與中央處理模塊連接；一操作模塊，所述操作模塊與中央處理模塊 連接；一用于測(cè)量電參數(shù)的電能采集處理模塊，所述電能采集處理模塊內(nèi)部設(shè)置有電能計(jì) 量芯片，所述電能采集處理模塊與中央處理模塊通訊連接。該計(jì)量?jī)x表還包括通訊模塊，所述中央處理模塊通過(guò)通訊模塊與設(shè)置于外部的監(jiān) 控中心通訊連接。所述通訊模塊為RS485通訊模塊或C-MBUS通訊模塊或兩者的組合。 所述顯示模塊為IXD顯示屏。 本實(shí)用新型的電能采集處理模塊內(nèi)部設(shè)置有電能計(jì)量芯片，基于此電能計(jì)量芯片 電能采集處理模塊可以利用所采集得到的電壓和電流模擬量計(jì)算得到相應(yīng)的電壓、電流、 頻率、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等實(shí)時(shí)電參數(shù)量，所得的電參數(shù)量傳輸?shù)街醒胩幚砟?/3頁(yè)
塊，中央處理模塊對(duì)上述電參數(shù)量進(jìn)行處理并驅(qū)動(dòng)顯示模塊進(jìn)行顯示。這種利用電能采集 處理模塊直接處理計(jì)算電參數(shù)量然后送中央處理模塊的方法與采集數(shù)據(jù)后遠(yuǎn)程輸送再通 過(guò)中央處理模塊計(jì)算電參數(shù)量的方法相比，減少了分離電路，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，能 夠保證所得電參數(shù)量的精度，實(shí)現(xiàn)高精度和高可靠性測(cè)量；中央處理模塊可以減少電能計(jì) 量的運(yùn)算部分，一方面可以使得其自身的運(yùn)算過(guò)程更加高效和簡(jiǎn)化，另一方面也可以降低 系統(tǒng)配置的難度，使得模塊之間的構(gòu)建更加簡(jiǎn)單，電能計(jì)量?jī)x表的維護(hù)和升級(jí)更加易于實(shí) 現(xiàn)。另外，當(dāng)計(jì)量?jī)x表進(jìn)一步設(shè)置有通訊模塊時(shí)，本實(shí)用新型產(chǎn)生的數(shù)據(jù)還可以進(jìn)一 步通過(guò)通訊模塊送到監(jiān)控中心中，工作人員可以通過(guò)監(jiān)控中心快捷實(shí)時(shí)地了解整個(gè)監(jiān)控系 統(tǒng)中各個(gè)計(jì)量?jī)x表的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而了解各位置處的實(shí)時(shí)電能情況。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的組成框圖；圖2為基于本實(shí)用新型所組成的監(jiān)控系統(tǒng)一種實(shí)施例的組成框圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，包括一中央處理模塊1，該中央處理模塊1可以根據(jù)需要利用各種MCU實(shí)現(xiàn)，如單片機(jī)、 DSP、ARM等等，在某些優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)量?jī)x表采用內(nèi)置顯示模塊(如LCD顯示屏)驅(qū)動(dòng)的中 央處理模塊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示模塊更好的支持；一用于顯示系統(tǒng)相關(guān)選項(xiàng)的顯示模塊2，所述顯示模塊2與中央處理模塊1連接， 該顯示模塊2作為用戶(hù)查詢(xún)數(shù)據(jù)和設(shè)置的主要界面，其上面可以分別顯示有電壓、電流、頻 率、有功功率、無(wú)功功率等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用戶(hù)根據(jù)這些數(shù)據(jù)即可判斷出所計(jì)量處的工作狀 態(tài)，在某些優(yōu)選的實(shí)施例中，該顯示模塊2為L(zhǎng)CD顯示屏；一操作模塊3，所述操作模塊3與中央處理模塊1連接，該操作模塊3用于完成 用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的查詢(xún)和相關(guān)設(shè)置，相關(guān)的查詢(xún)和設(shè)置命令送入中央處理模塊1進(jìn)行處理和相 應(yīng)，操作模塊3可以通過(guò)一般的按鍵輸入模塊實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，此操 作模塊3與顯示模塊2可以通過(guò)一觸摸式顯示屏實(shí)現(xiàn)，在這種情況下，用戶(hù)可以通過(guò)觸摸式 顯示屏查看相關(guān)數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)觸摸點(diǎn)擊的方式來(lái)進(jìn)行輸入操作，使用這種觸摸式顯示 屏的計(jì)量?jī)x表可以具有更好的人機(jī)交互效果，使用更加方便；一用于測(cè)量電參數(shù)的電能采集處理模塊4，該電能采集處理模塊4可對(duì)某相電路 進(jìn)行參數(shù)的檢測(cè)，得到單相電參數(shù)數(shù)據(jù)，所述電能采集處理模塊4內(nèi)部設(shè)置有電能計(jì)量芯 片，所述電能采集處理模塊4與中央處理模塊1通訊連接，此電能采集模塊4實(shí)時(shí)對(duì)電壓信 號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行采集，電能計(jì)量芯片可以基于檢測(cè)得到的結(jié)果完成電壓、電流、頻率、有 功功率、無(wú)功功率等的電參數(shù)的計(jì)算測(cè)量，由于這些電能計(jì)量芯片都是專(zhuān)用的電能計(jì)量芯 片，因此其所得的相關(guān)數(shù)據(jù)都能具有極高的精度和可靠性，一般地其能達(dá)到在1000 1的動(dòng) 態(tài)范圍內(nèi)線(xiàn)性誤差小于0. 1%，上述數(shù)據(jù)通過(guò)通訊的方式傳送到中央處理模塊1進(jìn)行后續(xù)的 計(jì)算和處理，電能采集處理模塊4與中央處理模塊1之間一般采用SPI通訊方式進(jìn)行聯(lián)接，SPI是一種高速的全雙工同步通信總線(xiàn)，其可以很好地滿(mǎn)足電能采集處理模塊4和中央處 理模塊1之間的數(shù)據(jù)交換要求?；谏鲜瞿K所組成的計(jì)量?jī)x表可以實(shí)現(xiàn)良好的電能數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量功能，但 為了實(shí)現(xiàn)更好的監(jiān)控效果，并能夠滿(mǎn)足遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求，本計(jì)量?jī)x表優(yōu)選包括通訊模塊5， 所述中央處理模塊1通過(guò)通訊模塊5與設(shè)置于外部的監(jiān)控中心通訊連接，利用此通訊模塊 本計(jì)量?jī)x表可以將其所測(cè)量的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，方便用戶(hù)快捷、實(shí)時(shí)地了解此計(jì)量?jī)x 表的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢(xún)工作。當(dāng)然，本計(jì)量?jī)x表也可以接收來(lái)自監(jiān)控中心的呼叫命 令，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制工作。上述通訊模塊5可以為RS485通訊模塊或C-MBUS通訊模塊或兩者的組合，即在某 些實(shí)施例中，計(jì)量?jī)x表可以采用單獨(dú)的RS485通訊模塊或者單獨(dú)的C-MBUS通訊模塊，而在 某些實(shí)施例中，計(jì)量?jī)x表可以同時(shí)設(shè)置RS485通訊模塊和C-MBUS通訊模塊，以滿(mǎn)足更廣泛 的通訊需求。其中，RS485通訊模塊一般采用M0DBUS-RTU通訊協(xié)議進(jìn)行通訊，而C-MBUS通 訊模塊則采用C-MBUS總線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行通訊。該C-MBUS通訊模塊一般采用專(zhuān)用的集成電 路實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到減少分離電路的目的。C-MBUS是一種低成本、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的總線(xiàn)通訊系統(tǒng)， 具有通訊設(shè)備容量大(400點(diǎn))，通訊速率高(9600bps)，成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，布線(xiàn)簡(jiǎn)單(無(wú)極 性可任意分支、普通雙絞線(xiàn))，抗干擾能力強(qiáng)，總線(xiàn)可提供高達(dá)500mA電源的特點(diǎn)，具有自動(dòng) 登錄功能，可完成設(shè)備的自動(dòng)登錄、結(jié)點(diǎn)中斷報(bào)警等雙向可中斷的先進(jìn)通訊功能，其總線(xiàn)隔 離設(shè)備具有總線(xiàn)故障隔離性能，保證部分總線(xiàn)故障時(shí)其他部分正常通訊。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，監(jiān)控中心可以連接數(shù)量不限的計(jì)量?jī)x表，從而組成一規(guī)模更加龐大 的監(jiān)控系統(tǒng)，用戶(hù)可以基于各監(jiān)控點(diǎn)所采集的不同數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行更加全面的 了解。當(dāng)利用本實(shí)用新型與監(jiān)控中心配合組成監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，用戶(hù)可以采用每個(gè)計(jì)量?jī)x表與 監(jiān)控中心分別連接的方式，也可以采用如圖2的組合方式。圖2中的A、B、N都為本實(shí)用新 型的計(jì)量?jī)x表，P為監(jiān)控中心的主機(jī)，在本實(shí)施例中，A、B、N依次通訊連接后再通過(guò)其中一 個(gè)計(jì)量?jī)x表與監(jiān)控中心連接，這種組成方式可以使得系統(tǒng)的連接更加簡(jiǎn)單，大大減小系統(tǒng) 連接的復(fù)雜程度。本實(shí)用新型根據(jù)需要還可以進(jìn)一步附帶開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出，通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸 出實(shí)現(xiàn)某種保護(hù)或控制功能。本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，只要其以 基本相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，其特征在于包括 一中央處理模塊(1);一用于顯示系統(tǒng)相關(guān)選項(xiàng)的顯示模塊(2)，所述顯示模塊(2)與中央處理模塊(1)連接；一操作模塊(3 )，所述操作模塊(3 )與中央處理模塊(1)連接； 一用于測(cè)量電參數(shù)的電能采集處理模塊(4)，所述電能采集處理模塊(4)內(nèi)部設(shè)置有 電能計(jì)量芯片，所述電能采集處理模塊(4 )與中央處理模塊(1)通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，其特征在于該計(jì)量?jī)x表還包括通 訊模塊(5)，所述中央處理模塊(1)通過(guò)通訊模塊(5)與設(shè)置于外部的監(jiān)控中心通訊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，其特征在于所述通訊模塊(5)為 RS485通訊模塊或C-MBUS通訊模塊或兩者的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，其特征在于所述顯示模塊(2)為 IXD顯示屏。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了單相多功能電能計(jì)量?jī)x表，包括一中央處理模塊；一顯示模塊，所述顯示模塊與中央處理模塊連接；一操作模塊，所述操作模塊與中央處理模塊連接；一電能采集處理模塊，所述電能采集處理模塊內(nèi)部設(shè)置有電能計(jì)量芯片，所述電能采集處理模塊與中央處理模塊通訊連接。本實(shí)用新型減少了分離電路，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，能夠保證所得電參數(shù)量的精度，實(shí)現(xiàn)高精度和高可靠性測(cè)量；中央處理模塊可以減少電能計(jì)量的運(yùn)算部分，一方面可以使得其自身的運(yùn)算過(guò)程更加高效和簡(jiǎn)化，另一方面也可以降低系統(tǒng)配置的難度，使得模塊之間的構(gòu)建更加簡(jiǎn)單，電能計(jì)量?jī)x表的維護(hù)和升級(jí)更加易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G01R22/06GK201845050SQ201020600268
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者姚少軍, 黃沛明 申請(qǐng)人:珠海派諾電子有限公司