多功能數顯電力儀表的製作方法
2023-09-19 20:33:30 2
多功能數顯電力儀表的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力儀表領域，特別涉及一種多功能數顯電力儀表，包括SoC模塊電路、電流信號採集電路、電壓信號採集電路、LCD顯示電路、數據通信電路、計量脈衝輸出電路和電源模塊。本實用新型性能可靠，採集數據精度高，功能齊全，系統穩定，能夠取代常規電力變送器、測量指示儀表、電能計量儀表以及相關輔助單元，適於廣泛推廣應用。
【專利說明】多功能數顯電力儀表
[0001] (一）【技術領域】
[0002] 本實用新型涉及電力儀表領域，特別涉及一種多功能數顯電力儀表。
[0003] (二）【背景技術】
[0004] 在電力儀表行業，落後的感應式指針電力參數測量表因為它的功能單一和測量精 度較低等缺點，逐步被高精度電子式數顯多功能電力儀表淘汰。目前市場上比較成熟的電 子式多功能電力表已廣泛應用於各種各樣的電力系統中，隨著電力行業的發展和市場要求 的不斷提高，數顯電力儀表表也在向著高精度、智能化、多功能的方向發展，針對電力系統、 工礦企業、智能大廈等電力監控、智能控制、計量考核的應用場合，高性價比、高精度、高可 靠性的多功能電力儀表取代常規電力變送器、測量指示儀表、電能計量儀表成為必然，多功 能電力儀表的需求量也會越來越高，但現在的多功能電力儀表的方案大多採用國外進口計 量晶片，成本偏高，導致多功能儀表的價格相對偏高，給多功能電力儀表的大範圍推廣帶來 不便。
[0005] (三）
【發明內容】
[0006] 本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種測量參數精度高、功能齊全、系 統穩定的多功能數顯電力儀表，大大降低了多功能電力儀表的成本，降低多功能儀表的使 用經濟成本。
[0007] 本實用新型是通過如下技術方案實現的：
[0008] -種多功能數顯電力儀表，包括SoC模塊、電流信號採集電路、電壓信號採集電 路、LCD顯示電路、數據通信電路、計量脈衝輸出電路和電源模塊電路，其特徵在於：所述 SoC模塊通過數據總線分別與電流信號採集電路、電壓信號採集電路、LCD顯示電路、數據 通信電路、計量脈衝輸出電路相連進行控制和數據傳輸，電源模塊電路為整個系統提供電 源能量。
[0009] 所述SoC模塊採用V9003 SoC晶片。
[0010] 所述電流信號採集電路由電流互感器、高精度負載電阻、RC電路組成，電流互感 器、高精度負載電阻、RC電路組成依次相連，RC電路與SoC模塊相連。電流信號採集電路 將電流信號轉換高精度差分電壓信號輸入SoC模塊。
[0011] 所述電壓信號採集電路由電流型電壓互感器、限流電阻、高精度負載電阻組成，電 流型電壓互感器、限流電阻、高精度負載電阻依次相連，高精度負載電阻與SoC模塊相連。 電壓信號採集電路將電壓信號轉換成為電流信號輸入SoC模塊。
[0012] 所述能量脈衝輸出的電路設置有為PLC等設備實現能量檢測和計量等功能的接 口。脈衝輸出電路會根據能量計量的要求，輸出符合要求的能量計數脈衝，以供外部設備採 集計數使用。
[0013] 所述IXD顯示電路直接與SoC模塊引腳相連，不需要再添加任何IXD的驅動晶片。
[0014] 所述數據通信電路採用了電力儀表通用的M0DBUS-RTU通信協議，能實現所有數 據遠程監控，並能進行遠程儀表參數設置。在同一條線路上可以同時連接多臺電力儀表，每 個電力儀表均可以設定其通訊地址。
[0015] 本實用新型的有益效果是：本實用新型性能可靠，採集數據精度高，功能齊全，系 統穩定，能夠取代常規電力變送器、測量指示儀表、電能計量儀表以及相關輔助單元，適於 廣泛推廣應用。
[0016] (四）【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0018] 圖1為本實用新型的系統框圖。
[0019] 圖2為本實用新型的SoC模塊電路圖。
[0020] 圖3為本實用新型的電流信號採集電路圖。
[0021] 圖4為本實用新型的電壓信號採集電路圖。
[0022] 圖5為本實用新型的計量脈衝輸出電路電路圖。
[0023] 圖6為本實用新型的IXD顯示電路圖。
[0024] 圖中，1電流信號採集電路，2電壓信號採集電路，3電源模塊電路，4數據通信電 路，5 IXD顯示電路，6計量脈衝輸出電路，7SoC模塊。
[0025] (五）【具體實施方式】
[0026] 以下將結合附圖，對實用新型的具體實施例作進一步詳細說明。
[0027] 如圖1所示，該實施例包括SoC模塊7、電流信號採集電路1、電壓信號採集電路 2、IXD顯示電路5、數據通信電路4、計量脈衝輸出電路6和電源模塊電路3,其特徵在於：所 述SoC模塊7通過數據總線分別與電流信號採集電路1、電壓信號採集電路2、LCD顯示電 路5、數據通信電路4、計量脈衝輸出電路相連進行控制和數據傳輸，電源模塊電路3為整個 系統提供電源能量。
[0028] 如圖2所示，所述SoC模塊7採用V9003 SoC晶片。V9003 SoC晶片集成電能計量 和管理功能於一體，工作可靠，性能優越，成本低廉，其作為電力儀表的核心，由於其功能模 塊豐富，只需極少數外部元器件即可運用於電能計量，其測量精度高，並且外圍電路簡單， 大大提高了系統的可靠性。
[0029] 電流信號採集電路1由電流互感器、高精度負載電阻、RC電路組成，電流互感器、 高精度負載電阻、RC電路組成依次相連，RC電路與SoC模塊相連。如圖3所示，CTA、CTB、 CTC為變比為1000的電流互感器，測量電路的A相、B相、C相的三路電流信號，經過CTA、 CTB、CTC三個電流互感器轉換為三路小電流信號，經過高精度負載電阻轉換為電壓信號，再 經過RC電路，產生高精度差分電壓信號，經過V9003引腳89~94送入V9003的內部電流信 號處理單兀。
[0030] 電壓信號採集電路2由電流型電壓互感器、限流電阻、高精度負載電阻組成，電流 型電壓互感器、限流電阻、高精度負載電阻依次相連，高精度負載電阻與SoC模塊相連。如 圖4所示，PTA、PTB、PTC為電流型電壓互感器，測量電路的A相、B相、C相三路電壓信號，每 路經過5個限流電阻限流，將產生的電流通過PTA、PTB、PTC三個電流型電壓互感器，將電 壓信號轉換成為三路電流信號，再經過高精度負載電阻，經過V9003引腳98?100進入V9003 內部電壓信號處理單元。
[0031] 如圖5所示，計量脈衝輸出電路6設置有為PLC等設備實現能量檢測和計量等功 能的接口。根據系統設置，該脈衝輸出電路會根據能量計量的要求，輸出符合要求的能量計 數脈衝，以供外部設備採集計數使用，這樣大大提高了這種多功能儀表的應用範圍。
[0032] 如圖6所示，IXD顯示電路5直接與SoC模塊7引腳相連，不需要再添加任何IXD 的驅動晶片。由於V9003集成IXD驅動器，所以可以直接驅動IXD屏，無需外接IXD驅動器， 這樣大大簡化了 LCD顯示線路，提高了系統穩定性，降低了成本。
[0033] 所述數據通信電路採用了電力儀表通用的M0DBUS-RTU通信協議，能實現所有數 據遠程監控，並能進行遠程儀表參數設置。在同一條線路上可以同時連接多臺電力儀表，每 個電力儀表均可以設定其通訊地址。
[0034] 本實用新型的有益效果是：本實用新型性能可靠，採集數據精度高，功能齊全，系 統穩定，能夠取代常規電力變送器、測量指示儀表、電能計量儀表以及相關輔助單元，適於 廣泛推廣應用。
【權利要求】
1. 一種多功能數顯電力儀表，包括s〇c模塊、電流信號採集電路、電壓信號採集電路、 IXD顯示電路、數據通信電路、計量脈衝輸出電路和電源模塊，其特徵在於：所述SoC模塊通 過數據總線分別與電流信號採集電路、電壓信號採集電路、LCD顯示電路、數據通信電路、計 量脈衝輸出電路相連進行控制和數據傳輸，電源模塊為整個系統提供電源能量。
2. 根據權利要求1所述的多功能數顯電力儀表，其特徵在於：上述SoC模塊採用V9003 SoC晶片。
3. 根據權利要求1或2所述的多功能數顯電力儀表，其特徵在於：上述電流信號採集 電路由電流互感器、高精度負載電阻、RC電路組成，電流互感器、高精度負載電阻、RC電路 組成依次相連，RC電路與SoC模塊相連。
4. 根據權利要求3所述的多功能數顯電力儀表，其特徵在於：上述電壓信號採集電路 由電流型電壓互感器、限流電阻、高精度負載電阻組成，電流型電壓互感器、限流電阻、高精 度負載電阻依次相連，高精度負載電阻與SoC模塊相連。
5. 根據權利要求1或2或4所述的多功能數顯電力儀表，其特徵在於：上述計量脈衝 輸出電路設置有為PLC等設備實現能量檢測和計量等功能的接口。
6. 根據權利要求1或2或4所述的多功能數顯電力儀表，其特徵在於：上述LCD顯示 電路直接與SoC模塊引腳相連，不需要再添加任何LCD的驅動晶片。
【文檔編號】G01R31/00GK203909178SQ201420285493
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】王建華, 周生強 申請人:山東信友電器有限公司