節能電子電度表的製作方法

2023-12-07 06:09:31 1

專利名稱：節能電子電度表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電度表，特別是關於一種節能電子電度表。
現有的電度表多為電磁式電度表，由於其本身耗能量大，平均每月耗電一度左右，深為廣大用戶關注。再是它線性範圍不大，對負荷變化反應不靈敏，使用安培數小的電度表時，大功率負載容易過載燒表，使用安培數大的電度表時，小功率負載累計不準或根本不累計，此對矛盾無法統一。CN2059989提出的固態電子電度表，它以單片機模數轉換電路等實現高精度和高靈敏，此種電度表成本偏高，難以為廣大用戶所承受。
本實用新型的目的是設計一種節能電子電度表，此種電度表本身耗電小，而且線性好，動態範圍大靈敏度高。
本實用新型的設計方案是一種節能電子電度表，它由驅動器、轉動件、計數器和電子電路組成，其特徵有並聯在電源相線上的電壓跟隨器，以及接於電壓跟隨器輸出端的電壓頻率轉換器和接於電壓頻率轉換器輸出端的頻率計數器。
上述方案的優點在於自身並聯損耗小於0.3W，串聯損耗極小，動態線性範圍大，當負載功率小於1W時能起動累計，非線性誤差小於1Z，對負荷變化反應快，小功率負載累計準確，此外還有無機械磨損，使用壽命長等。


圖1為本實用新型電路圖。
圖2為機械部份與電路連接關係圖。
上述圖中，1為驅動馬達M，2為傳動件，3為機械計數器，4為電壓跟隨器，5為電壓頻率轉換器，6為頻率計數器，7為功率因素調整器，H為蜂鳴器。
現結合附圖描述本實用新型的結構和工作過程。
實施例圖2中的驅動器(1)採用石英鐘的馬達，傳動件(2)為蝸輪蝸杆，計數器(3)為機械式跳碼計數器。
電子電路中的電壓跟隨器(4)由運算放大集成電路IC1，三極體BG3，電阻R0、R2、R3、R4所組成，電壓頻率轉換器(5)由集成電路IC2，電阻R5、R6，電容C2、C3、C4和可變電位器W2所組成。頻率計數器(6)由集成電路IC3電機M，傳動件(2)和機械計數器(3)所組成。功率因素調整器(7)由三極體BG1、BG2、二極體D1、電阻R1、電容C1和電位器W1所組成。其中IC1為OP－O7運放，IC2為7555集成塊，IC3為4017集成塊。
工作過程簡述如下當負載電流流過檢測電阻R0時，在R0產生壓降，它與電功率呈線性關係，IC1與BG3接成射極電壓跟隨器，所以BG3發射極電壓與R0上電壓降相同，BG3發射極電壓的高低反映了流過BG3的電流大小，而BG3是作為時基電路IC2的定時電容C2的充電電阻的形式接入的，當負載功率增大時，流過R0的電流也同時使R0壓降增大，R5上的壓降也相應增大，根據UR5＝IBC3R5，所以當R5上的壓降大時，流過BG3的電流也大，即流經R5、R6對C2的充電速度加快。當C2兩端的電壓上升至2／3IC2電源電壓時，IC2的7腳對地導通，C2兩端的電壓通過R6IC2的7腳放電，同時IC2的3腳由高電平轉為低電平，蜂鳴器H發出「嘀」聲，IC3的14腳得到低電平而觸發。當C2兩端的電壓放電至1／3IC2電源電壓時，IC2的7腳由導通轉為截止，C2放電結束，IC2的3腳輸出恢復為高電平，一個周期結束，當流過BG3的電流大時，IC2的3腳輸出頻率增高，蜂鳴器H發出的「嘀嘀」聲加快，表示電流加大，而頻率跟隨增大。
當IC3的14腳低電平觸發增多時，馬達M轉動加快，當IC2的3腳有脈衝輸出時，IC3的14腳有低電平觸發，IC3的1和11腳依次出現高電平，當IC3的1腳出現高電平時，馬達M得正向電流，使轉子轉動180度，當IC3的11腳出現高電平時，馬達M得到反向電流使轉子再轉動180度，所以當14腳有10次低電平觸發時，IC3的1和11腳各輸出一次高電平，使馬達M轉動360度，所以石英鐘馬達M隨IC3的14腳低電平不斷觸發而轉動。馬達M通過連接的傳動件蝸杆、蝸輪及齒輪帶動機械計算器跳碼，達到了脈衝信號用機械計數器記錄的目的。IC3既能對來自IC2的3腳脈衝進行10分頻，又能為石英鐘馬達M提供反向驅動電流。
設負載功率為1000W，IC2輸出頻率為5H2頻率經過IC310分頻後，馬達轉子轉動180°／秒，每小時就轉動1800轉，得到為千瓦小時的1800轉的計數，即從機械計數器中直接反映出負載實際用電量。調節IC2的5腳上的電位器W2，使實際使用功率與累計的用電量相一致，就能對功率因素為1的純電阻負載進行精確計量。
要計量帶有電感負載的功率時，需要對功率因素校正，它由功率因素調整器(7)來實現，當BG1導通時BG2就導通，相當於BG3基極接地，因而BG3截止，沒有電流通過，對C2停止充電，R4是IC1的限流電阻。由C1、R1組成的移相電路使電流超前於電壓。而使用電感性負載時，由於電感性負載電流滯後於電壓，使BG1提前導通，負載功率移向BG3的截止區，起到了功率因素調整的目的，這樣就形成完整的有功電度表。
由變壓器B1、二極體D3、D4、D5及電容C5、C6、C7組成的濾波電路分別為IC1、IC2、IC3提供電源。
本實用新型的優點是性能穩定，節電顯著，可製成各種大電流，廉價單相、三相有功或無功電子電度表。
權利要求1.節能電子電度表，它包括驅動器(1)、傳動器(2)、計數器(3)和電子電路，其特徵有並聯在電源相線上的電壓跟隨器(4)，以及接於電壓跟隨器(4)輸出端的電壓頻轉換器(5)和接於電壓頻率轉換器(5)輸出端頻率計數器(6)。
2.根據權利要求1所述的節能電子電度表，其特徵是電壓跟隨器(4)由運放集成電路IC1、三極體BG3、電阻R0、R2、R3和R4所組成。
3.根據權利要求1所述的節能電子電度表，其特徵是電壓頻率轉換器(5)由集成電路IC2、電阻R5、R6、電容C2、C3、C4和可變電位器W2所組成。
4.根據權利要求1所述的節能電子電度表，其特徵是頻率計數器(6)由集成電路IC3、電機M(1)、蝸杆蝸輪傳動器(2)、機械計數器(3)所組成。
5.根據權利要求1所述的節能電子電度表，其特徵在於電子電路還包括由三極體BG1、BG2、二極體D1、電阻R1電容C1和電位器W1所組成的功率因素調整器(7)。
專利摘要節能電子電度表，它由驅動器(1)、傳動件(2)、計數器(3)和電子電路所組成，電子電路包括可變壓控器(4)、電壓頻率轉換器(5)和頻率計數器(6)以及功率因素調整器(7)；可變壓控器(4)以及功率因素調整器(7)分別並聯入電源相線上。本實用新型自身損耗小，動態線性範圍大，當負載功率小於1W時能起動累計，非線性誤差小於1％，對負荷變化反應快，小功率負載累計準確，大功率負載反應快，以及無磨損，使用壽命長等優點。
文檔編號G01R22/00GK2141570SQ92243568
公開日1993年9月1日 申請日期1992年12月3日 優先權日1992年12月3日
發明者史明嶽 申請人:史明嶽