[实用新型]一种电子式电度表

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能测量技术领域，具体涉及一种电子式电度表。

背景技术

电度表按结构和工作原理可分为机械式和电子式两种类型。机械式电度表内置电流和电压采样线圈，用铝盘转动驱动计数器指示用户消耗的电能，因此，存在容易磨损、灵敏度低、耗能大、精度低等缺点。电子式电度表还可分为机电脉冲式和全数字式两类，是近几年来发展较快的一种新型的电能测量仪表，它是应用微电子技术、脉冲数字技术和模/数转换技术，把被测电能量转换成电脉冲或数字量用计数器计数，或用数码管、液晶显示器直接显示用户消耗的电能。电子式电度表具有功耗小、灵敏度高、防窃电能力好等优点，因其结构复杂，成本较高等原因，尚未被广泛应用，但它是一种很有发展前途的新型电能测量仪表。

发明内容

为解决机械式电度表的不足，本实用新型公开一种电子式电度表。该电子式电度表的电压和电流的采样都使用电阻采样，利用HLW8012单相电能计量芯片测量有功功率，应用AT89C2051单片机进行数据处理，采用LCD1602液晶显示器显示用户的用电度数，运用阻容降压型非隔离＋5V电源供电，最大负载电流为20A。测量的灵敏度高、功耗小、精度高。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电子式电度表由电流采样电路、电压采样电路、功率计量电路、单片机电路、LCD显示电路和电源电路组成。电流采样电路由电阻R1、R2、R3和电容C1、C2组成。电压采样电路由电阻R4～R8和电容C3组成。功率计量电路由集成电路芯片HLW8012、电容C4、电阻R9和发光二极管LED组成。单片机电路由AT89C2051单片机，AT24C02存储器，电阻R10、R11、R12，电容C5～C8和晶振X1组成。LCD显示电路由LCD1602液晶显示器和电位器RP1组成。电源电路由电阻R13、R14，电容C9～C12，二极管D1、D2，稳压二极管DZ1和三端稳压集成电路78L05组成。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、灵敏度高、功耗小、精度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构方框图。

图2为本实用新型的电流采样电路。

图3为本实用新型的电压采样电路。

图4为本实用新型的功率计量电路。

图5为本实用新型的单片机和LCD显示电路。

图6为本实用新型的电源电路。

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型由电流采样电路、电压采样电路、功率计量电路、单片机电路、LCD显示电路和电源电路组成。功率计量电路的电流采样输入端接电流采样电路的输出端，电压采样输入端接电压采样电路的输出端；单片机电路的输入端接功率计量电路的输出端，输出端接LCD显示电路的输入端；电源电路的输出端接功率计量电路、单片机电路和LCD显示电路的电源端。

如附图2所示，电流采样电路由电阻R1、R2、R3和电容C1、C2组成。电阻R1与R2一端的连接点接负载，负载的另一端接交流电源的火线；R3一端与R1另一端的连接点接地，并连接交流电源的零线；R2的另一端与C1的一端相连为电流采样电路的输出端V1P，与功率计量电路的THLW8012的2脚V1P相连接；R3的另一端与C2的一端相连为电流采样电路的输出端V1N，与THLW8012的3脚V1N相连接；C1与C2的另一端相连并接地。电能的计量测量，电压、电流的采样有互感器采样和电阻采样两种方式。互感器采样方式成本高，本实用新型的电流采样采用电阻采样方式，电流采样电阻R1设计为0.001Ω/2W的锰铜电阻，最大负载电流为20A。

如附图3所示，电压采样电路由电阻R4～R8和电容C3组成。R4、R5、R6、R7串联，R4的另一端接交流电源的火线，R8与C3并联的一端接地，并联的另一端与R7的另一端相连为电压采样电路的输出端V2P，接THLW8012的4脚电压采样输入端V2P。本实用新型的电压采样采用电阻采样方式，利用电阻R4～R8串联分压采样，R4～R7的电阻值都设计为470KΩ，R8的电阻值为1KΩ。