[实用新型]直流电量计量仪

说明书

本实用新型涉及一种直流电量计量仪

国内有色工业直流用电工厂，直流电量计量长期使用PZ－55电压，电流小时计，该仪表工作原理是将输入电压（或电流）按时间的累计，并从数码读出操作人员可以从数码读出结果，间接计算出直流用电的电量。若计量对象多个则需备有多个的电压（电流）小时计同时进行计量。如有色行业的电解铝车间，同一母线同时供几十台电解槽用电，其直流用电类似于多节电池串联，要同时计量各电解槽的直流用电量，采用PZ－55电压电流小时计难以实现，因为若以一台电压小时进行计量则必须解决电压信号的共地技术难题。若以多台仪表进行计量，则由于多台仪表的精度各有差别，一致性差，而且供电一经停止，数据不能保持，难以达到计量的目的。

本实用新型的目的是提供一种直流电量计量直观，用电单位可以直观的从LED显示中看出用电情况，用以指导生产工艺，达到节电效果，同时仪表设计成一台仪表可供多台用电对象使用，达到一表多用的目的。

本仪表主要由专用隔离器［1］测量放大器［2］及12位A／D转换器［3］1／0按口板［4］［6］及CPU系统组成。专用隔离器［1］示于图2，其特点是采用光电耦合器及变压器隔离双重措施，以解决抗干扰及信号的共地技术难题，图中电阻R1、R2、R3电容C构成分压及滤波器，在选通脉冲的作用下将输入信号线性的送入测量放大器，R4，为调试各路隔离器的一致性而设置，V1、V2为光耦与脉冲变压器T，共同完成隔离作用。其抗共模干扰可达140dB。测量放大器［2］示图3、R1、R2、R3作为隔离器的初级固定负载起平整波形作用，R4、R5为放大倍数可调电阻，而C1的设置则要考虑电压高低端的补偿，C3～C6为测量放大器供电的抗干扰电容及滤波电容，防止负载突变时测量放大器输出的影响。图4为12位A／D转换器的电路图，由多路转换开关NUX，采样保持电路SH及12位A／D转换电路组成，图4中RDY及STB为系统启动A／D转换信号及转换结束信号，图中R1为A／D转换模板的调零电位器，R5为满刻度电位器，CA为采样保持电容。仪表由图1中［1］、［2］、［3］互为配合调试出信号的精度小于0.5％的指标，并且能长期稳定运行。本仪表的应用软件设置了精度运行模块及电压线性化模块，以保证输入电压，电流变化比较大时，能按仪表精度的要求进行计量。

本实用新型的优点是直流电量计量直观，一台仪表可供多台用户用电使用，计量简单、准确、稳定、停电时不致数据丢失，即可用于计量信号为并联输入，也可用于计量信号为串联输入的场合。

图1为直流电量计量仪电路图

图2为电压，电流隔离器电路图

图3为测量放大器图

图4为A／D转换器图

图5为直流电量测量仪软件程序框图

结合图1说明本实用新型的实施例，直流电量要素电压（V）电流（KA）时间t。（h）电压、电流由现场进入专用隔离器［1］，线性地进入测量放大器［2］、在带有译码功能的I／O按口［6］的作用下，由A／D转接器［3］将电压，电流模拟量变为数字量，经数字量转入I／O接口［4］送入CPU单元［7］，经CPU单元［7］的时钟定时采样，并对电压、电流、时间三个要素的计算，将计算结果定时的将用电量（kwh）在LED［8］显示出来，当需要打印时可通过打印机［9］将计量结果打印出来以备存档。仪表投入运行时只需在专用功能键盘［9］送入计量起始时间，年、月、日、分即可。

本仪表软件框图示于图5，图5中为使计量时间准确，将CTC各通道初始化设置数据存放区，设置起始计量时间。开始计量后，对电压、电流进行采样计算平均电压及电流，并分别进行累计、当中断信号时即显示电量时间或打印时间到，即进行电压、电流总平均值的计算，计算结果分档进行线性化处理，CPU采集时间计算出电量，及电量积累值，供显示及打印，显示及打印的数据仍有效的保存在数据区内，供下次累积时参加运算，程序循环运行一直到月底最后一天，总清除一次并开始新的月份的计量。