電子電度表制造技術

常規的電子電度表不能達到充分小型化和降低成本的目的。在本發明專利技術的電子電度表內，在軟件處理部（２５）的控制下，電壓傳感器（１３）和電流傳感器（１４）的檢測輸出和電流傳感器（１４）的基準電位經差分放大器（２３）差分放大后，再由Ａ／Ｄ變換器（２４）通過Δ∑調制進行Ａ／Ｄ變換。然后，分別從電壓傳感器（１３）和電流傳感器（１４）的經Ａ／Ｄ變換的檢測輸出中扣除經Ａ／Ｄ變換的基準電位，由此計算出被測對象的使用電能量。對使用電能量的絕對誤差的校正處理僅通過增益調整處理來執行。計算出的使用電能量在受液晶驅動器（５）控制的液晶顯示部（６）上顯示，并且作為脈沖信號傳送給ＬＥＤ（１５）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及根據經模數(A/D)變換裝置變換得到的數字信號計 算被測對象的使用電能量的電子電度表。
技術介紹
電子電度表的測量精度保證量程通常對于電壓為額定值的±10% 左右，而對于電流為額定值的6倍到1/40倍的寬量程。因此，為了以 ±1 %的精度在測量精度保證量程內測量電流，要求分辨率為1/240x 1 % =1/24,000，即1/24000，從而要求A/D變換器的分辨率為15比特左 右。然而，包含在通常用作運算處理設備的微型計算機內的A/D變換 器通常只具有10比特或最多12比特的分辨率，從而在使用這樣的通 用微型計算機的電子電度表內，分辨率就不足了。因此，為了彌補包 含在微型計算機內的A/D變換器的分辨率的不足，常規的電子電度表 就用與所測量的電流的幅度相應的放大因子對被測電流進行放大。例 如，在專利文獻l中所描述的常規的電子電度表內，放大因子根據經 整流和平均的被測電流的電平和放大裝置的額定電平自動調整，在放 大裝置內根據經調整的放大因子對電流傳感器的輸出進行放大。此外， 有一種常規電子電度表，將多個放大器配置在多個級內，如圖l所示，、 這種'i子電度表配i成包:^t用微型計算機i。'微S計算機i配有逐次逼近型A/D變換器2和根據在A/D變換器2內變換得出的數字 數據執行運算的軟件處理部3。將輸入信號放大5倍的放大器9、 10、 11和12連接成4個級，通過選擇開關7接到A/D變換器2上。電壓 傳感器13和電流傳感器14通過選擇開關8接到第一級內的放大器9 上。選擇開關8可以擇一地切換連接到端子8a、 8b和8c中的任一端4子。在切換連接到端子8a時，所選擇和測量的是來自電壓傳感器13 的電壓信號；在切換連接到端子8b時，所選擇和測量的是來自電流傳 感器14的電流信號；而在切換連接到端子8c時，所選擇和測量的是 傳感器13和14的檢測輸出的基準電位。選擇開關7可以擇一地切換 連接到端子7a、 7b、 7c和7d中的任一端子，以便選擇用來放大電流 傳感器14所檢測的電流信號的放大器的級數。在切換連接到端子7a 時，所選擇的是一級的放大器9，使輸入信號放大5倍。此外，在切 換連接到端子7b時，所選擇的是二級的放大器9和10;在切換連接 到端子7c時，所選擇的是三級的放大器9至11;而在切換連接到端 子7d時，所選擇的是四級的放大器9至12;從而將輸入信號分別放 大52倍、53倍和54倍?？刂芁ED (發光二極管)15和液晶顯示(LCD)部6的液晶顯 示驅動器(LCD驅動器)5接到軟件處理部3上。軟件處理部3將在 A/D變換器2內變換成數字數據的電壓值和電流值相乘，計算出電功 率，再將電功率累積，計算出電能量。計算出的電能量在液晶顯示部 6上顯示，并且根據計算出的電能量產生與使用電能量成正比的脈沖 信號，以接通和斷開LED15。圖2為示出在上述軟件處理部3內對電能量的計算處理的概要的 流程圖。在電能量的計算處理中，首先執行電流偽A/D變換處理(見圖2 中的步驟(以下示為S) 1)。在這個處理中，將選擇開關8切換連接 到端子8b后，舍棄由A/D變換器2最初變換得到的電流值的數字數 據，以提高電流測量精度。接著，執行電流預A/D變換處理(S2)。 在這個處理中，執行確定放大器9至12中用來放大電流信號的放大器 的最佳級數的測量處理。接著，執行電流實A/D變換處理(S3)。在 這個處理中，通過切換選擇開關7，選擇在S2確定的級數的放大器， 而在電流傳感器14輸出的檢測信號經所選擇的這些放大器放大后，由 A/D變換器2執行將檢測信號變換成數字數據的處理。接著，執行電 壓偽A/D變換處理(S4)。在這個處理中，如在S1的電流偽A/D變5換處理中那樣，將選擇開關8切換連接到端子8a后，舍棄由A/D變 換器2最初變換得到的電壓值的數字數據，以便提高電壓測量精度。 接著，執行電壓實A/D變換處理(S5)。在這個處理中，通過切換選 擇開關7，選擇單級放大器9，電壓傳感器13輸出的檢測信號經放大 器9放大后，由A/D變換器2執行將檢測信號變換成數字數據的處理。接著，從在S3中得到的電流值和在S5得到的電壓值中扣除通過 上次的S13的處理(將在稍后說明)而得到的偏置量，再計算出電功 率(瞬時功率)(S6 )。這個偏置量是在放大器9至12中的每個放大 器內輸入為零時A/D變換器2輸出的電壓，而在S6的電功率計算公 式表示為(電壓值-偏置量)x (電流值-偏置量)。接著，執行增益調整處理(S7)。具體些說，將在S6中所得到 的電功率計算結果增大與在S2中所確定的級數的放大器的放大因子 一致的預定倍數，從而執行增益調整。隨后，執行增益誤差校正處理 (S8)。具體些說，執行消除電功率計算結果中由于確定各個放大器 9至12的放大因子的內阻的誤差而引起的誤差的處理。接著，執行通 過將S6至S8的處理所得到的電功率數據累積(累計)而計算電能量 的處理(S9)。根據電功率累積處理計算得到的電能量，將與使用電 能量成正比的脈沖信號輸出給LED 15 (S10)，并且在液晶顯示部6 上顯示計算出的電能量。接著，執行偏置量偽A/D變換處理(S11)。在這個處理中，將 選擇開關8切換連接到端子8c后，舍棄A/D變換器2最初得出的偏 置量數據，以提高各個放大器9至12的偏置量測量精度。接著，執行 偏置量實A/D變換處理(S12 )。在這個處理中，通過切換選擇開關7， 按序測量放大器9至12的各級的偏置量，再由A/D變換器2將測得 的偏置量變換成數字數據。對偏置量執行幾次測量，再根據測量結果 計算出偏置量的平均值(S13)。根據因此得到的偏置量，執行下次的 電功率計算處理(S6)，如上所述。專利文獻1:日本專利公開No. 2004-177228 (段落至 )
技術實現思路
然而，在以上所說明的圖1所示的常規電子電度表中，由于放大器9至12連接成多個級的配置，必需通過S2的電流預A/D變換處理 確定放大器的最佳級數，必需通過Sll的偏置量偽A/D變換處理測量 各個級的放大器9至12的偏置量，以及必需針對放大器9至12的各 個級存儲通過S12的偏置量實A/D變換處理測得的若干次的偏置量 值。此外，需要通過S7的增益調整處理對各個級的各個放大器9至 12執行增益調整，而且需要通過S8的增益誤差校正處理校正各個級 的各個放大器9至12的電阻誤差。因此，在以上所說明的圖l所示的 常規電子電度表內，需要許多處理，軟件規模大，需要大的數據存儲 容量，從而需要具有大存儲器容量的微型計算機。此外，由于處理量增大，必需通過提高微型計算機l的操作時鐘 頻率來提高處理速度，從而微型計算機1的電流消耗大。此外，由于放大器9至12連接成多個級的配置，模擬電路部分的規模大，從而增 大基片尺寸，而且模擬電路部分的電流消耗也大。因此，在圖l所示 的常規電子電度表內不能使用小型電源。此外，隨著電流消耗的增大， 電源輸出電壓的起伏范圍變大，因此，在圖1所示的常規電子電度表 內，需要用來穩定電源的輸出電壓的電路組件，從而使成本增大。此 外，在微型計算機l的操作時鐘頻率提高時，微型計算機l所產生的 電磁噪聲的輻射電場強度的影響變大。因此，在圖l所示的常規電子 電度表內，需本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子電度表，包括：　檢測被測對象的電壓的電壓傳感器；　檢測被測對象的電流的電流傳感器；　擇一地選擇和輸出所述電壓傳感器或所述電流傳感器的檢測輸出或該檢測輸出的基準電位的選擇開關；　放大至少所述電流傳感器的檢測輸出 的放大裝置；以及　運算處理設備，含有將所述選擇開關輸出的所述電壓傳感器和所述電流傳感器的檢測輸出以及所述基準電位從模擬信號變換成數字信號的Ａ／Ｄ變換裝置、以及根據經Ａ／Ｄ變換裝置變換的數字信號對被測對象的使用電能量進行運算的運算裝置， 　所述電子電度表的特征在于：　所述放大裝置配置成對輸入信號進行差分放大的差分放大裝置；　所述Ａ／Ｄ變換裝置通過Δ∑調制將輸入信號從模擬信號變換成數字信號；以及　所述運算裝置通過從經所述Ａ／Ｄ變換裝置變換的所述電壓傳感 器和所述電流傳感器的檢測輸出中的每一個中扣除經所述Ａ／Ｄ變換裝置變換的所述基準電位，計算被測對象的使用電能量。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳一憲，吉川法子，
申請(專利權)人：大崎電氣工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]