专利名称：单相电子式预付费复费率电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能表领域，特别是涉及一种电能计量和用电结算的单相电子式预付费复费率电度表。
背景技术：
现有技术中已有预付费电能表，但目前的预付费电能表只能按照电能的计量数值和预购数值进行付费控制，存在以下不足一是电费费率固定，遇到电费调整时无法对表计的剩余电量增收或退补差价；二是无法实行按月分电量段计量，多费率结算等用电优惠政策。

实用新型内容本实用新型的目的是为了避免背景技术中的不足，而设计一种新型单相电子式预付费复费率电度表，它通过能按月存储、按月分电量计量、多费率结算。
本实用新型为实现上述目的采用的技术方案为单相电子式预付费复费率电度表，包括壳体以及包括电能计量单元和数据处理显示单元的控制电路，其特征在于所说的控制电路中电能计量单元用单相电流互感器采集单相电流，用电阻分压网络采集单项电压，电压电流采样信号经过计量芯片计算，再通过脉冲输出端口输出正比于电能量的脉冲信号给数据处理显示单元，同时该脉冲信号经分频驱动计度器显示电能累计值；所说的数据处理显示单元通过CPU处理计量单元提供的脉冲信号，完成预付费控制、按月分电量段计量、数据定时存储、掉电检测、尾数处理等数据操作，同时驱动相应的显示单元。
本实用新型的优点是，在按照电能量进行预付费控制，解决电费收缴问题和免抄表外，同时使用内置时钟按照设定的抄表日结存当月各个电量段的用电数据和总的用电数据。这样，一方面使用电管理部门在预收费、免抄表的同时能够掌握用户用电情况；另一方面可以按照规定对各用电的电量段进行相应的奖惩，增加了用电营销的技术手段。此外，本实用新型是全电子电能表，设计的整机外形和安装尺寸非常适合生产线的流水作业和调试维修。
以下将结合本实用新型的实例参照附图进行详细叙述。

图1单相电子式预付费复费率电度表原理框图；图2电度表外观主视图；图3电度表外观左视图；图4电能计量单元电路原理图；图5数据处理显示单元电路原理图；图6单相电子式预付费复费率电度表主程序框图。
具体实施方式本实施例的单相电子式预付费复费率电度表，由壳体及包括电能计量单元和数据处理显示单元的控制电路组成。电能计量单元对用户的单相用电电流和电压进行电流、电压采样，采样信号经过计量芯片处理，输出正比于用户电能量的脉冲信号，该脉冲信号经分频驱动计度器显示电能累计值，同时提供给数据处理显示单元进行数据处理。所说的数据处理显示单元的CPU用以处理计量单元提供的脉冲信号，完成预付费控制、按月分电量计量、数据定时存储、掉电检测、尾数处理等数据操作，实时时钟用于提供CPU所需时间信号，六位红色LED数码管用于显示剩余电量和相应的用电信息，IC卡实现与CPU的物理连接，存储器用于存储电能数据和电表参数。
图2、3所示为电度表的壳体。其中序号1是空气开关窗口，序号2是显示窗口，序号3是接线盒，序号4是底壳，序号5是上盖。本壳体的外形和安装尺寸很适于生产线生产和调试维修。
图1所示为本实用新型的原理框图。火线经过电流互感器进行电流采样，计量单元的专用芯片对采样信号进行处理，输出正比于电能量的脉冲信号，该脉冲信号一方面经分频后驱动计度器，显示电能累计值，另一方面经分频后提供脉冲信号给数据处理显示单元的CPU，进行数据处理以实现预付费控制，并在一段时间内(一般是一个月)，分电量段计量、数据定时存储。实时时钟用于提供CPU所需时间信号；数码管用于显示剩余电量，及断电报警指示，提醒用户及时购电；IC卡实现与CPU的物理连接；存储器D102(9346)用于存储用户电能数据和电表相关参数。
电能计量单元原理图如附图4所示，U10是电能计量芯片(选用AD7755)。用单相电流互感器采集用户单相的用电电流，采样的电流信号输入为I，由HGQ端子输入U10。单相电压通过VA端子，经过电阻网络分压后输入(U)U10。经过AD7755计量芯片对电压电流采样进行计算，通过脉冲输出端口F1、F2输出正比于电能量的脉冲信号至数据处理单元，脉冲输出端口F1、F2脉冲信号A-COUNT经分频后驱动计度器XO1，显示累计电能量。
数据处理单元如附图5所示，包括CPU(D1，选用PIC16C6X单片机)、存储器D2(选用93C46)和时钟芯片D4(选用RS372A)、两组3位数码管由D3(74LS164)驱动。计量单元输出的脉冲输入到CPU(D1)，CPU计算出实际使用的电能，同时将保存的预购电量数递减。当电能表的剩余电量为零时，CPU控制继电器电路使外部机构断电，实现预付费功能。时钟芯片D4(RS5C372A)与时钟晶振X2、补偿电容C8、微调电容C7及后备电池B3组成实时时钟电路，提供分时计量和数据按月结存所需的时标，因此本电能表可以按照预先设定的抄表日零时结存当月用电量，共保存3个月的数据，当用户预购电量时，数据随购电IC卡传递给电力公司。数据处理显示单元的数据显示使用计度器和数码管N111和N112。
图6所示流程图为本实用新型程序框图，分为几个模块由主流程负责协同运行，实时完成各自的功能，过程如下首先，任务调度主程序循环查看各个模块的状态，如果发现有某一个模块进入工作状态，那么立即使其运行，直至其运行完毕，再进行下一次地查看。当有多个模块进入工作状态时，任务调度主程序将按优先次序对它们排序，然后顺序运行。各个模块的优先级预先存储在任务调度主程序中，优先级是可以根据具体情况事先调节的，具有一定的灵活性。
权利要求1.一种单相电子式预付费复费率电度表，包括壳体及包括电能计量单元和数据处理显示单元的控制电路，其特征在于所说的控制电路中电能计量单元用单相电流互感器采集单相电流，用电阻分压网络采集单项电压，电压电流采样信号经过计量芯片计算，再通过脉冲输出端口输出正比于电能量的脉冲信号给数据处理显示单元；所说的数据处理显示单元通过CPU处理计量单元提供的脉冲信号，完成预付费控制、按月分电量段计量、数据定时存储、掉电检测、尾数处理的数据操作，同时驱动相应的显示单元。
2.按照权利要求1所述的电度表，其特征在于所说的电能计量单元用单相电流互感器采集单相电流，采样的电流信号输入为I，单相电压经过电阻网络分压后输入U，电压电流采样经过AD7755计量芯片计算，并经分频后驱动计度器X01，显示累计电能量。
3.按照权利要求1或2所述的电度表，其特征在于所说的数据处理显示单元中包括CPU D1(PIC单片机)、存储器D2(93C46)和时钟芯片D4(RS372A)及数码管；计量单元输出的脉冲输入到CPU，计算实际使用的电能，同时将存储器保存的电量数递减，剩余电量为零时，控制继电器电路使外部机构断电，实现预付费功能。
4.按照权利要求3所述的电度表，其特征在于所说的数据处理显示单元中，时钟芯片D4(RS5C372A)与晶振X2、补偿电容C8及后备电池B3组成实时时钟电路，提供分时计量和数据按月结存所需的时标。
5.按照权利要求1或4所述的电度表，其特征在于所说的数据处理显示单元的数据显示使用计度器X01和两组3位数码管。
专利摘要本实用新型是一种单相电子式预付费复费率电度表，由壳体及包括电能计量单元和数据处理显示单元的控制电路组成，其特征在于用单相电流互感器采集单相电流，用电阻分压网络采集单项电压，采样信号经过计量芯片计算，输出正比于电能量的脉冲信号给数据处理显示单元，再通过CPU处理脉冲信号，完成预付费控制、按月分电量段计量、数据定时存储、掉电检测、尾数处理等数据操作。本实用新型在按照电能量进行预付费控制，解决电费收缴问题和免抄表外，可同时按照设定的抄表日结存当月各个电量段的用电数据和总的用电数据。一方面使用电管理部门在预收费、免抄表的同时能够掌握用户用电情况；另一方面可以按照规定对各用电的电量段进行相应的奖惩，增加了用电营销的技术手段。
文档编号G01R21/133GK2674461SQ20032012596
公开日2005年1月26日 申请日期2003年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者康凯, 张宏伟 申请人:天津市申特高新技术开发公司