[实用新型]单相IC卡预付费数字电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单相电能表，尤其涉及一种单相IC卡预付费数字电能表的结构及电能消耗数据显示的控制方法。 

背景技术

电能表是一种专门用于计量电能量的电气仪表，它记录的电量是结算电费的依据。目前，电能表主要有机械感应式电能表和电子式电能表两大类，其中，电子式电能表又分为使用后收费和IC卡预付费两种，然而，不论是机械式电能表还是电子式电能表，多少年来，它们对电能数据的指示方式几乎千孔一面，一成不变，机械式电能表对电能消耗值的指示形式是传动齿轮带动机械数码计度器，电表通电时，电压线圈与电流线圈产生的两个电磁场在铝质表盘上相互作用，产生推动铝质表盘从左向右的正向转动，从而带动齿轮机构并最终带动机械数字码盘实现用电计量，由于铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比，电流电压越大，转矩越大，转动计数越快，用电越多，然而，铝质表盘转动的快慢在感观上只有定性的了解，并不直观。另一方面，由于机械式电能表的电压线圈将持续通电，所以会耗电，机械式电能表的耗电量每一个月大约是1度电左右。 

电子式电能表为后起之秀，虽然它本身耗电少，灵敏度和准确度高，在计费和用电管理上具有机械感应式电能表无可比拟的优越性，例如，采用IC卡预付费的电能表，用户必须先付款购电，IC卡充值后，方可使用电能。但是电子式电能表总是以LCD液晶或LED光电数码管的形式指示电能的消耗数字，并且采用发光二极管闪烁的方式提供可见的用电指示信号，由于闪烁的频率与用电功率成正比，其闪烁的频率相当于机械电能表转盘的快慢，但刺眼的闪烁特别不适合人们的观察习惯。 

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种采用全数字化测量技术实现的数字电能表，并将这种数字测量和显示技术应用在单相IC卡式预付费电能表上，使得电子式电能表具有指针指示和数字指示相结合的混合显示界面，通过一个可在数字化的刻度表盘上移动的指针，来模拟用电时铝质表盘转动的快慢，达到形象直观，一目了然的效果，这种仪表的结构和特点是： 

所采用的微型步进电机是一种将电脉冲直接转化为角位移的执行部件，通过微型步进电机的输出轴带动仪表指针，使其在一个数字化的电能表刻度表盘上指示电能消耗情况，从而改变了传统电能表总是以铝盘旋转、LCD或LED数码管的方式指示电能消耗的格局。这种数字式电能表包括上盖、底壳、接线盒盖、数字电能表盘、指针、液晶模块、微型步进电机和专用控制芯片 等，其主要特征是，电表上盖的右侧有一个IC卡插槽，在电表上盖一个突出的上凸台阶上嵌入一个电能表数字刻度盘，刻度盘的下方有一个多窗口的液晶模块，液晶模块上有一个“购电量”和一个总“耗电量”的显示窗口，微型步进电机的输出驱动轴带动一个刻度表指针，在数字刻度盘上指示当前消耗的电能值，并从“购电量”窗口减去实际的电能消耗量，在“耗电量”窗口增加实际的电能消耗量，当电能表中的剩余电量随着用户用电量的增加而减少为零时，将自动切断电力供应，液晶上将显示“请充值”的提示。由于仪表指针驱动采用了微型步进电机，电机内部没有游丝等易损部件，本实用新型具有寿命长、测量精度高、可靠性好、外观紧凑大方、指示直观等优点，适合普及推广。 

本实用新型提出的具体的技术方案如下： 

一种单相IC卡预付费数字电能表，包括上盖(5)、底壳(6)、接线盒盖(7)、电能表刻度盘(8)、液晶模块(15)、微型步进电机(28)、专用控制芯片(30)等，在电表上盖(5)上嵌入一个电能表的数字刻度盘(8)，刻度盘的下方有一个多窗口的液晶显示模块(15)，电表上盖(5)的右侧处有一个IC卡插槽(24)。 

电能表刻度盘(8)为圆形，其刻度以千瓦小时(kWh)为单位，各个分度线均匀，且标有数字，最小刻度分辨率为0.1(kWh)，其刻度盘中心处有一个驱动轴(31)带动的指针(9)。 

含驱动轴(31)的步进电机是一款单轴微型步进电机(28)，由电机驱动芯片(29)推动，电机驱动芯片(29)则由专用控制芯片PLX900(30)控制。 

所述的步进电机(28)、电机驱动芯片(29)与专用控制芯片(30)均焊接在PCB(27)板上，驱动轴(31)上外接一个指针(9)，电能表数字刻度盘(8)装配在驱动轴(31)与指针(9)之间。 

多窗口的液晶模块(15)位于电能表刻度盘(8)的正下方且焊接在PCB(27)上，液晶模块(15)上带三个显示窗口，分别是“购电量”数字窗口，“耗电量”数字窗口和一个“请充值”指示窗口。