多用户电能表课程设计报告

多用户电能表的应用设计

课程设计报告

姓名：

学号：200901101026

专业：电气工程及其自动化

班级：09-2班

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指导教师：

摘要

电子式电能表是通过对用户供电电压和电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出,通过计度器或数字显示器显示用户使用的电量。本文将设计一个以C8051F360芯片为核心，配有电能转换模块、LED显示模块、掉电存储模块等功能模块，实现对八户的用电状况进行采集检测。

本次设计用户数为八户，即实现八位用户循环显示电能量。同时，基于E2PROM 24C16芯片实现单片机的掉电数据保护，基于74HC165芯片实现单片机的清零。

基于AD7755芯片实现电能脉冲的发生；应用单片机C8051F360编制程序完成脉冲的读取、计数、计算、存储、送显示等功能；应用74HC164及八段译码显示器完成数据的显示；应用74HC165及键盘控制对脉冲清零；应用E2PROM 24C16完成数据的定时写入以防停电时数据丢失。

关键词：8用户电能表；AD7755；24C16；C8051F360

ABSTRACT

Electrical meter is through user power supply voltage and current real-time sampling, using special integrated circuit of electric energy meter, the sampling voltage current signal processing and multiplication convert to electric proportional to the pulse output, through the JiDuQi or digital display shows users with the use of the power. This paper will design a C8051F360 chips as the core, equipped with electric energy conversion module, LED display module, power lost storage module function module, realizes to eight of the power consumption and the collection detection.

The design for the eight users at home, which realize the eight users cyclic display electric energy. At the same time, based on the single chip microcomputer chip realize 24 y E2PROM chips was the power lost data protection, based on the 74 HC165 chip microcontroller cleared of realization.

Based on AD7755 chip realize the energy pulsing occur; C8051F360 single chip microcomputer application program to complete pulse to read, counting, computation, storage, send display function; Application HC164 and eight section 74 decoding display finish data display; 74 HC165 keyboard control and application of pulse reset; Application E2PROM chips was complete data of the timing 24 y write in case of power data is lost.

Keywords：electric energy meter;8 the user watt-hour meter;AD7755；24C16；C8051F360

目录

1 设计目的及要求 (1)

1.1设计目的 (1)

1.2设计要求 (1)

2 设计内容 (1)

2.1设计系统方案 (1)

2.2设计系统框图 (2)

3 硬件电路设计 (2)

3.124C16功能介绍 (2)

3.2六段数码管显示电路 (3)

3.3C8051F360功能介绍 (4)

3.45V稳压电源的设计 (5)

3.5光电隔离电路 (5)

3.6AD7755电路设计 (6)

4 软件电路设计 (11)

4.1主程序流程图设计 (11)

4.2显示用户及相应电能子程序框图 (12)

4.3读24C16子程序框图 (13)

4.4写24C16子程序流程图 (15)

4.5查询键盘流程图 (15)

4.6中断子程序流程图 (16)

5 结束语 (17)

致谢： (18)

参考文献 (18)

附录 (19)

1 设计目的及要求

1.1设计目的

设计多用户电能表，掌握单片机在电力系统中的应用，并且可以通过计算机的编程实现对户的用电状况进行显示，进一步熟练单片机编程，了解24C16的功能实用。完成系统的硬件设计及软件设计。

本次设计用户数为八户，即实现八位用户循环显示电能量。同时，基于24C16芯片实现单片机的掉电数据保护，基于74HC165芯片实现单片机的清零。

1.2设计要求

1.3.1户数：8户。

1.3.2精度：0.001。

1.3.3脉冲数：每1000个脉冲为1度电。

1.3.4循环显示：8户电能循环显示，每隔3S显示一户。

1.3.5掉电保护：掉电时不能丢失数据，24C16掉电保护电路的设计。

1.3.6数据显示：实现交流电表对单相交流电能的测量并显示。

基于AD7755芯片实现电能脉冲的发生；应用单片机C8051F360编制程序完成脉冲的读取、计数、计算、存储、送显示等功能；应用74HC164及八段译码显示器完成数据的显示；应用74HC165及键盘控制对脉冲清零；应用E2PROM 24C16完成数据的定时写入以防停电时数据丢失。

2 设计内容

2.1设计系统方案

根据设计题目要求,以及原始资料的精度要求,电能转化脉冲芯片有AD7755可供选择 ,因为它是一种高准确度电能测量集成电路，稳定性强并且价格不贵；单片机芯片选择C8051F36x器件，它具有片内上电复位电路、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器，是真正独立工作的片上系统；数据保护电路芯片可选FM24C16 ，用先进的铁电技术制造的16K位的非易失忆的记忆体；另外要求为LED显示，使用74LS164串入并出8位移位记存器进行存储数据；因为各芯片需提供直流电源,我们要进行设计交直流变化和降压电路，大体的设计选择框架思路就是这些。

电能变换电路采用AD7755芯片,工作时AD7755芯片将电流采样信号和电压采样信号送入缓冲放大器，经模拟乘法器相乘，再经V/F转换器转换将电压信号转换为脉冲信号，AD7755芯片的快速脉冲输出为3200脉冲/KWh，与用户使用电能相对应。

输出的快速脉冲信号经光电隔离送给单片机，我们采用C8051F36x单片机对脉冲信号进行采集和计数，P2口（8位）同时工作即可对8户电能脉冲进行采集

与计数，我们将为每户开辟2个字节的内存计数。

2.2设计系统框图

图2.1 设计总体框图

3 硬件电路设计

3.1 24C16功能介绍

图3.1 24C16管脚图

CAT24WC16支持是一个16位串行CMOS EEPROM，功耗小，有一个16字节页写缓存区，通过I2C总线接口进行操作，有专门的写保护功能。其中I2C 总线协议规定，任何数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线接收数据的器件为接收器。SCL是一个输入管脚，产生器件所有数据发送和接收的时钟，

SDA 是一个开漏输出管脚，用于器件所有数据的发送和接收， A0、A1、A2为器件地址输入端，WP 接到VCC 所有内容被写保护（只能读），WP 管脚接到VSS 或悬空，允许器件进行正常的读/写操作。

CAT24WC16使用铁电技术制造的16K 位的非易失性的记忆体，并且可以快速读写数据被可以长时间掉电保存，并且其非易失性存储器可靠性更高，系统更简单，并且24C16可以承受超过100亿次的速写或者是比EPROM 高一万倍的写操作，当数据采集系统对写入数据的频率要求比较高即速度要求快的时候E 2PROM 24C16也可以可靠的实时采集数据。

3.2 六段数码管显示电路

C17104/0.

L22-L19L4L5L6L11-L13L18-L15L2L10-L8L1L3L7L14图3.2 74HC164与LED 数码管显示电路图

数码管显示电路采用74HC164,本次设计使用六个共阳极LED 数码管，其数码管段码值如表3.1：

74HC164芯片是一个8位移位寄存器，串行输入，并行输出，当时钟信号端（CLOCK ）出现上升沿时，开始向164中写入数据，串行数据输入端为A,B 的线与，当A 、B 中任意一个为低电平时，禁止新数据输入，但本设计可以直接向164送数据，因P1.0管脚为A 、B 的线与，当P1.0管脚为1，则向164送1，若P1.0为0，则向164送0。如若想送一个数据49H ，需先把数据送给寄存器A ，将寄存器A 中的数据带进位循环右移，此时C 中的数据为1,先将时钟输入端CLOCK 清零，再将时钟输入端CLOCK 置一，读入C 中的数据送给164的Q0,再将寄存器A 中的数据右移一位，此时C 中的数为0，然后寻找时钟输入端的上升沿，将0写入，此时164的Q0管脚变为0，Q1管脚变为1，照此规律依次将八位二进制数存入164中，最后Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7中的数据分别为01001001，即49H 。因本设计所使用的电路板有10个74HC164,6个LED 数码管前后各有两个与二极管连接的164，数据传输时会先将第一个数据传给第一个74HC164，这样如果传送6位数据，则会出现最后两个LED 数码管不显示数据的现象，因此应在调用两次显示子程序，将两个存在与二极管连接的164中的数据移到LED 数码管中，显示全部数据。本次设计使用的共阳极LED 数码管的管脚设置图如下：

图3.2 LED数码管管脚设置图

其显示原理为公共阳极接高电平，管脚接电平，二极管导通，则相应的笔画段亮，由发亮的笔画段组合得到各种显示字符，上图使用的数码管阴极各段接10001000时，显示器显示“0”字符，即对于共阳极LED显示器，“0”字符的字形码是88H。很多产品为方便接线，常不按规则的方法去对应字段与位的关系，这时字形码就必须根据接线自行设计了。

3.3 C8051F360功能介绍

C8051F360单片机为主要部件，它具有片内上电复位电路、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器器件，是真正能独立工作的片上系统。FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051 固件。用户软件对所有外设具有完全的控制，可以关断任何一个或所有外设以节省功耗。其P1.0,P1.1口产生的脉冲向74HC164显示输送数据，使其显示相关信息，P2口接拨码开关，模拟AD7755电量脉冲，PCF8563、24C16部件实时存储用户电量信息，并在掉电后保存，单片机上电复位后能够从中读取数据。

图3.3 C8051F360电路图

3.4 5V稳压电源的设计

电源电路设计是整个电路设计中的重要部分，其性能的好坏对整个电路的影响极大，是整个系统能稳定工作的前提和关键，系统的各个单元电路都需要使用直流电源供电。本设计将220V交流市电通过电源变压器换成交流低压，再经过桥式整流电路整流和滤波，在固定式三端稳压器两端形成一个并不是很稳定的直流电压，然后再经过W7805的稳压和电容的频率补偿，形成精度高，稳定性好的直流输出电压，并且集成三端稳压器精度高、外围电路简单，体积小、容易设计和制作、维修简单。

图3.4 稳压电源电路的设计

220V~5V的共两套，一套给AD7755，另一套给显示模块和5V~3.3V电源。5V~3.3V电源供给C8051F360和24C16。

220V~5V转换电路中，相关参数如下：

C1=330uf，为滤波电容；C2=0.33uf，用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激震荡；C3=1uf，用于消除输出电压中的高频噪声。

3.5 光电隔离电路

在许多应用中，许多电路链接之间需要非直接的连接，从而在提供数据的同时避免来自系统某一部分的危险电压或电流对另一部分造成破坏，造成这种破坏的可能是电源质量低劣、接地故障等各种故障。电路隔离的主要目的是通过隔离元件把干扰的路径切断，从而达到抑制干扰的目的，保护电子设备。在两点间避免电流流过，而允许有数据或功率传送时需要使用隔离技术。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、A/D转换器隔离法。

传统的光耦隔离电路虽然也能实现很高的线性度, 不过这些电路需要的电源种类较多, 线路比较复杂, 设计成本比较高。

为了解决这些问题, 本次设计中一种新的光电耦合结构, 由它组成的光耦隔离电路具有很高的线性度, 且只需采用普通的光电耦合器和简单的电路结构。应

用这个电路解决了弹载黑匣子的电压采样信号的光电隔离问题。

光电耦合器的工作原理和特性如下：

光电耦合器件是把发光器件(如发光二极管)和光敏器件(如光敏三极管)组装在一起, 通过光线实现耦合构成电) 光) 电的转换器件。当电信号送入光电耦合器的输入端时, 发光器件将电信号转换为光信号。光信号经光敏器件感应接收, 再还原成电信号。

图3.5是一种典型反相应用电路, 当输入端有电流流过时, 发光二极管发光,使光电三极管导通, 其集电极就有电流I C 流过。

光电耦合器其主要特点为:

1) 输入、输出之间在电气上相互绝缘;

2) 信号传输是单方向的, 输出端的噪声不影响输入端;

3) 体积小、寿命长、无触点,功耗低;

4) 光电耦合器的传输特性具有非线性和随温度变化性;

图3.5 光电隔离电路

3.6 AD7755电路设计

图3.6.1 AD7755内部功能图

3.6.1AD7755电路只在ADC和基准电源中使用模拟电路，所有其它信号处理（如相乘和滤波）都是用数字电路，这使AD7755在恶劣环境环境条件下仍能保持极高的准确度和长期的稳定性。

3.6.2 设计参数：

基准电压：220V×±10%

基准电流：Ib=5A

最大电流：Imax=4Ib=20A

计量精度：1%

最小电流：Imin=2%Ib=0.1

脉冲数：3200/kw.h

3.6.3 参数计算：

3.6.3.1以AD7755设计的电能表的相关参数计算：

配合C8051F360芯片的16进制算法与课程设计的参数要求，参考基本电流与脉冲的建议数，选定基准电流Ib=5A，每kw.h计度需要的脉冲数为3200，即CF的输出为3200imp/ kw.h。

线路电压220V,基本电流Ib为5A,动态范围400(规定准确度的电流范围为2%Ib~Imax,即100mA~40A);计度器的电表常数C为3200imp/ kw.h,即AD7755发3200个脉冲,单片机记录1 kw.h电。为满足电流通道的动态范围且留有充分的余量,选用350μΩ的分流器;以其将负载电流转换为电压,接V1P和V1N。线路电压经电压分压器分压,也降到允许的最大电压范围之内,接V2P和V2N。负载电流为基本电流(5A)时,线路的功耗为P=220×5=1.1 kw。

选择f1-4=3.4Hz,SCF=0,S1=0,=S0=1,此时CF频率为f1的32倍，所要求的频率恰为f1，f2段的脉冲计数标准为100imp/ kw.h。

3.6.3.2乘以此常数得Ib情况下的输出频率:

fF1=P×C=1.1×3200/3600=0.9777778Hz

查AD7755数据表,所选择f1-4=3.4Hz，满足最大电流为40A和再留有足够余量的要求。

fF1=8.06×U1×U2×G×f1-4U2REF

U1=5×350=1750μV=1.75mV

并以最大电流产生的压降和表1,选择G=16

U2=fF1×U2REF8.06×U1×G×f1-4=0.030555×2.528.06×1.75×16×3.4=248.9mV

原理图中R1、C1,R2、C2,R3、C3,R4∥(R5~R16)、C4为抗混叠滤波器。因为AD7755以900kHz过采样速率采样,故大大简化了抗混叠滤波器的设计。不过,两个通道之间的相位匹配非常重要。例如,当cosφ=0.5时,0.2°的外部相位误差将产生0.6%的测量误差。为使两个通道的相位匹配,电阻、电容的取值分别为R1=R2=R3=R4=1kΩ(精度为1%);C1=C2=C3=C4=33nF;R5= 300kΩ,R6= 150k Ω,R7= 75kΩ,R8=39kΩ,R9=18kΩ,R10=9.1kΩ,R11=5.1kΩ,R12=2.2kΩ,R13=1.2k Ω,R14=560Ω,R15=R16=330kΩ。考虑到选用的分流器和基准源都存在允差,原理图中设置了校准网络,通过短接或断开J1~J10,可在±30%范围内进行调节。因为R15+R16=660kΩ,大于大于R4(1kΩ),因此,即使R5~R14全部短接,这条支路的-3dB频率仍由R4和C4的值决定。据厂家介绍,从J1~J10全部接通变化到J1~J10全部断开,50Hz处产生的相移仅为0.0004°。考虑到分流器存在寄生电感,较大时需要进行补偿。当分滤器阻值很小时,如,小于200μΩ,特别要注意此问题。AD7755的供电电压由电容分压器分压、二极管整流、RC滤波和7805 IC稳压产生。7805的输出以C13(10μF)和C12(100nF)退耦,接AD7755的DVDD。VDD 再经R22(10Ω)、C10(100nF)和C11 (220μF)滤波,接AD7755的模拟电路电源管

脚A VDD。AD7755的CLKIN和CLKOUT管脚接3.579545MHz晶体和2只22pF 陶瓷电容。考虑抗电磁干扰,除原有的滤波电路外,原理图电流输入通道中增加了Z3、Z4铁氧体,电源电路部分增加了由Z1铁氧体、C16电容和MOV1金属氧化物压敏电阻组成的滤波网络等。

3.6.3.3 C8051F360单片机部分管脚及参数

由原理图知：

P1.0~P1.7分配给八个用户，作为脉冲输入端口。

P2.0和P2.1分配给LED显示部分作为时钟信号和数据输入。

P2.4和P2.5分配给24C16作为SCL和SDA信号脚。

此外，C8051F360功能强大，结构复杂，其余端口与本设计无关，故其分配情况不再详述。

晶振采用11..0592MHz，电源使用3.3V。

3.6.3.4电源参数

220V~5V的共两套，一套给AD7755，另一套给显示模块和5V~3.3V电源。5V~3.3V电源供给C8051F360和24C16。

220V~5V转换电路中，相关参数如下：

C1=330uf，为滤波电容；C2=0.33uf，用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激震荡；C3=1uf，用于消除输出电压中的高频噪声。

图3.6.2 AD7755性能测试电路

3.6.4 器件选择：

AD7755电能脉冲发生器的选择：

AD7755是美国AD公司生产的专用于功率/电能测量的低成本集成电路。它的技术指标满足GB/T17215-1998标准规定的准确度等要求。

AD7755有24条引脚,以DIP和SSOP形式封装。AD7755在电子电能表中的连接如图1所示。管脚功能如下:

P1 DVDD,数字电路电源,5(±5%)V；P2AC/DC,高通滤波选择脚,逻辑高,高通滤滤器使能；P3 A VDD,模拟电路电源,5(±5%)V；P4、P19 NC,未接；P5-P6 V1P-V1N,通道1(电流通道)模拟输入,最大差动输入电压为±470mV；P7-P8 V2N-V2P,通道2(电压通道)模拟输入,最大差动输入电压为±660mV；P9 RESET,复位引脚,逻辑低使ADC和数字电路保持复位状态,清内部寄存器；P10 REFIN/OUT,电压基准脚,片上基准为5(±8%)V,可接外部基准源；P11 AGND,模拟电路参考地;P12 SCF,校准频率选择脚；P13、P14 S1、S0,数-频转换频率选择脚；P15、P16 G1、G0,通道1增益选择脚；P17 - P18 CLKIN- CLKOUT,外接时钟,钟频 3.579545MHz；P20 REVP,负功率指示脚,电压信号和电流信号之间的相位差>90°时变为逻辑高;P21DGND,数字电路参考地；P22 CF,校准频率输出；P23、P24 F2、F1,低频输出。

它由模拟电路(模数转换电路、基准电路与电源电压监测电路)和数字信号处理电路两部分组成。被测电压、电流转换为数字量后,接下来的信号处理都在数字域实现;AD7755内部的相位校正电路、高通滤波器、乘法器、低通滤波器、数字-频率转换器等都为数字电路。AD7755内有两个以900kHz过采样速率采样的16位2阶Σ-Δ模数转换器(ADC)。被测电流经可编程增益放大器(PGA)放大后接电流通道的ADC,并由此ADC转换为对应的数字信号。再经相位校正和高通滤波,进入乘法器。乘法器的另一路输入是由电压通道ADC转换而来的、与被测电压对应的数字信号。相乘后产生瞬时功率信号。此信号经低通滤波器滤除其中的交流分量,提取出负载消耗的瞬时有功功率。AD7755对这个瞬时有功功率信号进行一段时间的累计、平均,求得平均有功功率,以较短时间对瞬时有功功率进行累计,求得与瞬时有功功率成正比的高频频率并经CF输出,用于校准或送微控制器累加计数,实现对电能的计量。电流通道的PGA的增益受管脚G1、G0控制。

高

通滤波器是否接入受管脚AC/DC控制。逻辑高,HPF使能。用来去除电流通道的直流偏移和由此引起的误差。高通滤波器接入或断开造成的相移,由相位校正电路校正,使电压通道和电流通道的相位匹配。如前所述,管脚F1、F2输出与平均有功功率成正上的电压有效值具有下列关系:

fF1=fF2=8.06×U1×U2×G×f1-4U2REF(1)

式中,U1、U2分别为电流通道和电压通道输入端的rms差动电压(V),G为电流通道的增益,选择方法见表1；UREF为基准电压值(V)；f1-4为以S1、S0逻辑输入选择的频率(Hz),选择方法见表2。

表3.6.1 f1-4等选择表

表 3.6.1第7列是与两个通道都输入最大电压所对应的最高输出频率(Hz)。考虑到实际电网电压存在波动和负载电流可能超载,设计电能表时,两个模拟通道的输入电压一般都留有足够的超量程余地。比如,取允许的最大值的一半。表2第5列是用管脚SCF、S1、S0逻辑输入选择的转换系数,CF脚输出的频率为fCF=KfF1(2)由表2知,CF端输出的频率能高达fF1的2048倍。

设计参数如下

基准电压：220V×±20%

基准电流：Ib=A

最大电流：Imax=4Ib=20A

计量精度：0.001

最小电流：Imin=0.001

脉冲数：1000/KW.H

图3.6.3 AD7755电能脉冲发生器

3.7 键盘设计电路

表3.7 键值键码对应表

3．8 采样电路

V1P

V1N 1

图3.8 电流采样电路

使用分流器的电流采样电路如图2.6所示，其中F1为分流器，R1、R2为采

样电阻，C1、C2为采样电容，他们为电流采样通道提供采样电压信号，采样电压信号的大小由分流器的阻值和流过其上的电流决定。

4 软件电路设计

4.1 主程序流程图设计

图4.1 主程序流程图设计

4.2显示用户及相应电能子程序框图

图4.2 显示用户及相应电能子程序框图4.3 读24C16子程序框图

图4.3 读24C16子程序框图

4.4 写24C16子程序流程图

4.4 写24C16子程序流程图

4.5 查询键盘流程图

图4.5 查询键盘流程图4.6 中断子程序流程图

山东晨辉 预付费多用户电表说明书

DDSH1540型多用户组合式电能表 （预付费型） 使 用 说 明 书 鲁制 00000399号 山东晨晖电子科技有限公司KEDACHENHUI 科大晨晖

目录 一、简介 (2) 二、技术特点 (2) 三、技术参数 (4) 四、型号说明 (4) 五、外型及尺寸 (5) 六、接线方式 (7) 七、付费方式及系统组成 (8) 八、电能表编号管理方法 (9) 九、剩余电量的读取 (9) 十、电能表自动断电功能 (10) 十一、售电方式 (12) 十二、清零和校表 (13) 十三、注意事项 (15) 十四、质量保证 (16)

一、简介 DDSH1540型预付费多用户电能表是山东晨晖电子科技有限公司研制生产的高科技产品，它采用微电子处理技术和SMT表面封装焊接及在线测试技术，能将多达24户的用电量集中检测，逐户循环显示，预付费方式灵活：既可以通过IC卡购电；也可以通过485联网的形式远程购电。 传感元件采用了德国VAC真空熔炼公司研制的1J77A型高导磁率微型电流、电压互感器，与锰铜（康铜）分流元件相比，具有精度高、量程范围宽、自身功耗低、抗干扰能力强等特点；继电器采用高性能大功率磁保持继电器，具有耐压高、过载能力强等特点。 DDSH1540型多用户组合式电能表可广泛用于居民楼、集体公寓、学校公寓等用电场所，具有体积小、抄表方便、预付费、防窃电等功能，是普通电能表的理想替代产品。 二、技术特点： 1、用户用电量集中检测和显示，表箱体积小，抄表方便，防止窃电。 2、高量程10-50A，用户无须因家用电器的增加而更换电能表。 3、表壳冲压成型，密封性能好，带有铅封，符合国标GB/17215-2002。 4、具有双向计量功能，能够精确测量正、负两个方向的用电，并且以同一方向累计电能，有防窃电功能。 5、具有功率显示功能，直观显示用户的用电负荷，实现现场校

多用户电表功能特点

多用户电能表 定义： 多用户电能表是用来测量电能的仪表,能够同时检测 36户（单相）、12户（三相）及36户以下单三相任意组 合的电能表俗称多用户电表。 主要功能和技术特点： 1．模块化结构设计 采用最为可靠的PIC单片机作为电能表的主控制芯 片，从根源上提升电能表的品质。 采用大规模专用集成电路采集电能信号，能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计，有效的杜绝了偷、漏电现象。 各个功能单元之间的接口标准化，方便用户升级。 纵向乖直结构设计，强弱电采用镀锌屏蔽板隔离，可避免强电对弱电干扰。 内部电源三相供电，电源缺相，电能表照常工作；具有电源缺相指示功能。2．三核设计 采用三个CPU，通讯交互、计量、显示由不同的CPU负责，各司其职，保证通讯时不丢脉冲，使计量更准确，通讯响应更迅速。 3．显示设计 显示CPU负责动态扫描显示，避免静电辐射式显示乱码现象，同时具有无线或有线发送显示数据到第二显示屏的功能。 同步显示每个用户的电量和功率，方便用户随时查看自己的用电情况。（可选） 4．通讯设计 通讯采用防雷设计，当通讯线路中因为外界的干扰突然产生尖峰或电压时，能在极短的时问内导通分流从而避免浪涌对回路中设备的损害。 通讯速率灵活设置(可以现场设置更改通讯波特率(300bps—115kbps)，通讯方式选择组合使用，可实现实时通讯的最佳效果。为用广升级改造网络提供支持。（可选） 通讯方式多样：485总线网络、局域网网络，无线网络、电话网络、GPRS

网络、光纤等传输方式。 5．分户计量设计 可同时计量与检测DF型：39户（单相）/13户（三相），DF—SD型36户（单相）/12户（三相）。 单三相随意组合设置，方便用户统一调配资源。 【企业简介】 山东科大中天位于中国院士泰山创业基地，注册基金1150万元，由中国科学院宋振骐院士汇聚多位院士等业内高端专家，充分依托山东科技大学联合中国矿业大学与山东大学等多所高校院所组建而成。 以节能监测为主导产业，集产品研发、制造、销售、教学实习于一体，富有高度社会责任感。公司充分依托高校技术和人才优势，建立高效的产、学、研平台，确保技术开发和新产品研制始终处于同行业领先水平。公司成立至今，先后成为国家级高新技术企业、山东省企业技术中心、山东省软件工程技术中心、山东省物联网重点企业、山东省著名商标、山东名牌、国家重点计量器具先进单位、计量保证确认合格单位等，产品通过ISO9001认证、3C认证及双软认证，并由中国人民保险公司质量承保，获多项国家专利证书，被列为工程建设推荐产品，公司是中国房地产及住宅建设委员会会员单位，长期享受科技部、省财政厅、信息产业厅及中小企业局等部门的技术创新专项基金扶持，被列为山东省重点扶持企业和重合同守信用企业、泰安市文明信用企业。 公司自主研发的核心产品“宏天”牌DF型多用户集中式电能表等能耗计量的高端系列产品、智能物业管理的成套技术以及节能用电管理系统、水电气暖、一卡通系统、企业能耗监测与能效管理系统等。提出了创新节能方案+管理软件+系统集成系统组件，利用多用户管理模块、多元化通讯模块、集中式计量模块，专业提供基于PDCA全过程的能耗实时监测和动态管理系统及个性化、智能化的节能增效系统解决方案。为管理者和决策者实现量化控制提供智能化和集约平台。

广发伟业集中式多用户电表的应用分析

集中式多用户电表是智能电网建设中的重要一环，加速集中式多用户电表的产业化应用对于实现电网的自动化有着重大意义。本文主要是对集中式多用户电表的意义进行阐述，并总结概括出集中式多用户电表的特点和功能，与此同时，笔者将对集中式多用户电表在变电站中的应用进行分析，最后对集中式多用户电表未来的应用前景加以探讨。 1 引言 目前在我国的大部分地区，对于电费的收取还是停留在人工抄写电表的基础之上，人工抄写不仅给电工增加了工作量，而且也存在一些潜在的危险。最重要的是，对用户来说电费收取的透明度不够高。而在科学技术日益发展的今天，电网的使用也是在逐渐的自动化智能化，为了改变人工收取电费这一局面，智能电网发挥了重大的作用。利用先进的技术设备，运用双向的通信网络来实现电网的安全可靠性。而对于智能电网来说集中式多用户电表是相当关键的环节，是最基础的部分，本文将对目前我国集中式多用户电表在智能电网中的应用作以分析和研究。 2 集中式多用户电表的产生 集中式多用户电表这个概念的提出是在一九九几年，首先产生的是静止式电表，然而在九十年代它的价格相当昂贵，主要用于大型的用电用户，使用价格大概是机电式电表的一二十倍左右，随着科技的不断发展，通信能力也在不断增强，具有远程通信功能的电表随着市场和社会的需要也在不断的增加，新的抄表和数据管理系统越来越被人们所需要，这种新型的系统的功能是使计量数据向自动化的相关配网系统开放，然而这种系统无法高效的把所传达的数据利用好。在国内，集中式多用户电表的核心是微控制器，用于存储信息并对所获得数据进行分析测量，拥有强大的进行自动调零和单位换算、数据处理能力、自动测量功能，并且是人工和机器相结合，改变了以往的纯手工的弊端，还可以提示如何操作，并在故障发生时给予语音提醒，避免了工作者在不熟悉的情况下发生操作失误，而且提高了工作效率，真可谓是一举两得。 3 集中式多用户电表的主要功能及特点 3.1 集中式多用户电表的主要功能 集中式多用户电表的一个最大的功能也是最便利的功能就是可以支持浮动电价，可以给集中式多用户电表编程这个特点使得它的储存量和测量敏感度都比普通的电表要强很多。同时集中式多用户电表可以随时随地的保存用电数据，而且还可以非常有效的进行电价的管理，分时电价或者是实时电价，这对于在高峰用电时电量的测算来说是相当有益的。通过通信模块双向通信的功能可以确保数据中心与电表的及时信息互换交流。用户如果想要知道自己的

基于ARM多用户智能电能表设计.

基于ARM多用户智能电能表设计 汤秋芳，罗梅林，周少武，周明辉(湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201)0引言随着城市居民住房的发展，楼房用表需求量不断增大，传统的把多个电能表挂在一起的计量方式越来越显出它的弊端；即体积大，成本高，工程造价高，不利于新型住房的集中用电管理。多用户、多功能智能电表不仅能很好地解决上述问题，还能实现很多智能化的功能。多用户多功能智能电能表可同时计量48户居民的用电量。该电能表采用2块LPC2294控制，以 汤秋芳，罗梅林，周少武，周明辉 (湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭 411201) 0 引言 随着城市居民住房的发展，楼房用表需求量不断增大，传统的把多个电能表挂在一起的计量方式越来越显出它的弊端；即体积大，成本高，工程造价高，不利于新型住房的集中用电管理。多用户、多功能智能电表不仅能很好地解决上述问题，还能实现很多智能化的功能。 多用户多功能智能电能表可同时计量48户居民的用电量。该电能表采用2块LPC2294控制，以完成数据的通信和采集；采用2块ARM，以减轻CUP的负担，提高系统的多功能化和智能化。相对于单用户电表，多用户电表有多达32路以上通道，采用同一系统进行分时处理，该系统采用12位A／D转换芯片 AD8364，能保证数据采集的精度和速度。上位机还能实现与银联系统联网，可远程控制用户的用电。多用户、多功能电能表在灵活性、多功能化、智能化、精度等方面都有优势。 1 测量原理 该电能表采用交流采样方法进行数据采集，然后通过算法获得电压、电流、有功功率、功率因素等。 式中用1个周期内有限个采样电压数字量来代替1个周期内连续变化的电压函数值；△Tm为相邻两次采样的时间间隔；um为第m-1个时间间隔的电压采样瞬时值；N为1个周期的采样点数。 当采用等间隔采样时，△Tm为常数△T，同时N=(T／△T)+1，则式(2)变为：

单表多用户模块化智能电表系统的原理及设计

单表多用户模块化智能电表系统的原理及设计 今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种单表多用户模块化智能电表系统。该专利由铨盛电子股份有限公司申请，并于2017年6月20日获得授权公告。 内容说明本实用新型涉及到智能电表技术领域。 发明背景随着智能化水平的发展，电表系统已经实现远程抄表，电力管理部门可以无需到达现场就可以实现抄表，但是现有的智能电表一般只是为了便于电力管理部门抄表，且只能对总表进行远程抄表，对于分表电力管理部门无需抄表；例如出租屋的分表一般是由房东逐个自行人工抄表，当电表安装在高处，还需借助梯子，抄表操作和计算管理都非常不便。 另外，现有的智能电表系统一旦形成，很难再增加电表数量，存在扩容操作不便，扩容成本高的技术问题。 发明内容综上所述，本实用新型的目的在于解决现有的智能电表本地抄表不便，以及扩容操作不便的技术不足，而提出一种单表多用户模块化智能电表系统。 为解决本实用新型所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种单表多用户模块化智能电表系统，其特征在于所述电表系统包括有电表箱，电表箱内设有安装基板，在安装基板上设有一个主机和两个以上分别与主机连接的模块化测量模组。 所述的主机包括有主控模块，以及分别与主控模块连接的两个以上供测量模组连接的本地通信接口，用于人机交互的LCD显示触控模块，用于与远程服务器建立通讯连接的远程通讯接口和用于与本地移动终端建立无线通讯连接的蓝牙模块。 所述的测量模组包括有独立的外壳；外壳上设有市电接入端子、市电输出端子及与所述主机的本地通信接口连接的低压数据接口；外壳内部设有串联在市电接入端子与市电输出端子之间的电力测量模组和电力控制模块，电力控制模块连接有微控制单元，微控制单元的数据接口与所述的低压数据接口连接，电力测量模组通过模数转换电路与微控制单元连接。

民熔多用户电表详情介绍 (图文)

多用户电能表是用来测量电能的仪表，能够同时检测36户（单相），12户（三相）及36户以下单三相任意组合的电能表俗称多用户电表。 中文名：多用户电能表 外文名：无 功能：用来测量电能的仪表 优势：抗干扰能力强； 组合36户以下单三相任意 功能 具有预付费功能/后付费

浅谈什么是多用户电能表，民熔 根据相应的国家标准，电能表的型号由相关厂家向电能表产品型号登记单位（国家主管部门、哈尔滨电气仪表研究所）申请，并依法取得相应的型号。多用户电表型号为ddshxxx，XXX代表生产厂家的序列号。

下图为预付费电表售用电系统示意图 浅谈什么是多用户电能表，民熔 浅谈什么是多用户电能表，民熔 ※电表结构采用模块化设计，抗干扰能力强；

※具有实时功率显示功能，可实时显示用户的用电负荷； ※可同时计量与检测36户（单相）或12户（三相），表箱体积小，安装方便；采用专用电能表测量电路，测量周期短，精度高，性能稳定； 计量准确，使用寿命长，有效防止窃电，便于管理； 具有电源失相指示功能； ※内部电源三相供电，电源缺相，仪表正常工作； ※仪表进出线采用专用端子，方便现场施工。 浅谈什么是多用户电能表，民熔

KD80 多用户电能表 设计型号： KD 80- XS + YD/?? KD：产品型号T80：功能代号XS:三相户数YD:单相户数?：扩展代号 注： 1，当电表出户为单相时，电表规格表示为：KD80-YD,如：当出户为单相6户时，电表规格为：KD80-6D; 2，当电表出户为三相时，电表规格表示为：KD80-XS,如：当出户为三相6户时，电表规格为：KD80-6S; 3，当电表出户为单相/三相时，电表规格表示为：KD80-XS+YD,如当出户为3个三相户和3个单相户，电表规格为：KDT80-3S+3D.

改装电表实验报告

深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一） 实验名称：改装电表 学院：医学院 指导教师： 报告人：组号： 学号实验地点 实验时间： 提交时间：

例如，E=0.39介于0.2和0.5之间，那么改装表的级别是0.5级。 （4）画校准曲线 为进一步提高改装表的测量精度，一般需要画校准曲线。以改装表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差I ?为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为“折线”。如下图所示为改装电流表的校准曲线。校准曲线可以用来修正改装表的测量数据，测量值按校准曲线修正后，可以认为测量结果接近标准表测电流时的精度，比原来的精度有所提高。 2、将量程为Ig =1mA ，内阻为Rg 的电流表改装成量程为U ＝10V 的电压表，与改装电流表类似 （1）改装表头 由于原表头最大只能流过Ig 的电流，所以原表头能承担的最大电压为IgRg ，把它改装成量程为U 的电压表头，需要串联分压电阻Rm ，如下图所示，图中虚线内部分代表改装好的新电压表头。其中分压电阻Rm 的计算方法为 g g m R I U R -= （6-3） （2）校对量程（校对分压电阻） 将改装电压表和测量精度较高的标准电压表并联，并接入如下图所示电路，将分压电阻Rm 调节到计算好的理论值，调节电源或限流电阻Rw 的大小，使校准表显示10.00V ，同时改装表应指向满刻度，如果改装表不是指向满刻度，则调整分压电阻的值，直到改装表和标准表都显示10.00V 为止，记下实际分压电阻的值，这个值叫分压电阻的实际值。 （3）标定改装表的等级 逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读校准表的读数。找出校准电压表和改装电压表的读数差=?U U 标准-U 改装的最大值max U ?，按式（6-4）计算等级，即 100max ??= 量程 U T （6-4） 根据T 的值给出改装电压表的准确度等级。 （4）画校准曲线 以改装电压表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差U ?为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为“折线”。

KD型多用户电表-集中式多用户电表使用说明书

KD型多用户电表-集中式多用户电表使用说明书 1 结构 KD型集中式多用户电表主要由单片机系统、每户电能计量单元、输出三个部分组成。 2 原理 2.1 每户计量单元 主要由电压、电流采样和专用电能表芯片（如BL0932B、ADE7755等）构成。它的任务是完成每个用户的用电量累积、存储，并同时将电量转换成相应的脉冲分别输出或送入单片机处理。户电能计量单元，集中安装在一个印刷电路板上，其面积比一个纸烟盒还小，每户一块，每户单独计量，互不影响。 2.2 单片机系统 它是一个智能数据采集处理和控制单元。整个系统安装在一个见方约200*80mm2 的印刷电路板上。它的任务是接收并存储各用户电量，经处理后控制公用显示器，定时、轮流显示各户用（或剩余）电量，控制对外通信，完成抄表或远控等工作。 2.3 输出部分 主要包括公用显示器和对外通信、控制接口等。公用显示器轮流显示每户户号和电量，可24小时连续工作，用户随时可查看各自的用量情况。不难看出，上述集中式多用户电能表是集电子技术、计算机技术和通信技术相结合的高科技产品。它具有体积小、可容户数多（一块24户集中式多用户电能表其面积约为用单表简单集中安装的1/3），同时又具有"一户一表"的功能。值得提及的是，目前市场上还有一种类型的集中式多用户电子式电能表，其采样是每户分别进行，但每一户的用电量计算则由同一个芯片或单片机系统来完成。这类表无论从结构上还是从原理上来看，都不具备"一户一表"的功能。再一个问题是，每一户的

用电能量计算都由同一的部件去完成，即每一户的用电量计算都要排队循环等待。这势必要造成用电计量的误差，户数越多，误差越大。 3 技术特点 ●集成化程度高，体积小、功耗低、精度高仅为同户感应数的5%。电表采用国际先进的 专用超大规模集成电路及SMT工艺制造； ●液晶显示，可控背光，能显示用户户号、累计电量、剩余电量、透支电量、电压、电流、 功率、电价、故障、拉闸、通讯、时间等信息； ●电表通讯电路采用防雷电路，信号采用光电隔离，通讯电路与电表其他电路进行分离处 理，可最大程度减轻累积对电表的伤害； ●电表采用进口多功能、多资源、集成程度更高、运行速度更快的计量、检测和控制芯片 （工业级），模块化结构设计。抗干扰能力更强； ●电能信号采集模块接口采用电脑专用接口，经过特殊处理，信号传输可靠； ●电表内部采用多CPU结构，一个主管计量，一个主管通讯、显示和指示，一个负责检 测状态，多CPU相互独立工作，互不影响； ●内部强电与弱电采用镀锌屏蔽板隔离，可减轻强电对弱电信号的干扰； ●内部电源采用三相供电，具有电源缺相指示功能，电源缺相，电表正常工作； ●电表进出线端采用专用及接线端子，电流承载能力强，便于现场施工； ●可同时计量与检测36户（单相）或12户（三相）及36个回路以下单三任意组合； ●单相用户断电指示，三相用户缺相断电保护且指示（控制型）； ●数据安全：电表各种数据参数采用加密算法，保证数据安全； 4 设备尺寸一览表 型号户型外形尺寸定位尺寸C尺寸 KD-BASA1 6D-18D(2S-6S) 订制订制订制 KD-BASA1 19D-24D(7S-8S) 订制订制订制 KD-BASA1 25D-30D(9S-10S) 订制订制订制 KD-BASA1 31D-36D(33S-12S) 订制订制订制 5 详细参数 ※额定电压：3×220/380V；

大学物理实验讲义实验 电表设计与制作

实验4 电表设计与制作 本实验属于设计性实验，请同学们自行查阅资料完成设计性实验报告。 【实验目的】 1． 掌握改装电表的原理和校准电表的方法。 2． 学会设计单量程电表（直流电流表、直流电压表）。 3． 学习用万用表检查电路故障的方法。 【仪器用具】 HG61303型数字直流稳压电源、GDM-8145型数字万用表、滑线变阻器、FBZX21型电阻箱、C31-V 型电压表、C31-A 型电流表、FB715型物理设计性实验装置、可调电阻及导线若干 【实验原理】 1. 将微安表头改装成较大量程的电流表 将微安表头改装成较大量程的电流表时，表头与分流器并联，被测电流的一部分流过分流器，一部分流经表头，由表头直接指示，这样，由表头和分流器组成的整体就可量度较大的电流。最简单的单量程电流表的原理图如图4-1所示，分流器只有一个电阻1R 。为方便计算，图中加入了一附加的可调电阻0R ，使表头G 与0R 串联起来，构成了一量限为g I 、等效内阻为g r '的表头（本实验要求调节0R 使得 k Ω8.10=+='R r r g g ）。如果要将量程为g I 的表头改装成量程 为1I 的电流表，分流电阻1R 的计算公式为： g g g I I r I R -'?= 11 （4-1） 如果要将微安表改装成有m 个量程（分别为1I ，2I ，…）的电流表，则分流器中应有m 个电阻，选用分流器中不同阻值的分流电阻，可以得到不同量程的电流档。按照欧姆定律，可计算出各个分流电阻的阻值。 2. 将微安表头改装成电压表 将微安表头改装成电压表时，表头与分压器串联，被测电压的一大部分降落在分压器上，一小部分降落在表头上，这样，由表头和分压器组成的整体就可量度较大的电压。最简单的单量程电压表的原理图如图4-2所示，分压器只有一个电阻2R ，如果要将量程为g I 、等效内阻为g r ' （k Ω8.10=+='R r r g g ）的表头改装成量程为1U 的电压表，分压电阻2R 的计算公式为： g g r I U R '-= 1 2 （4-2） 如果要将微安表改装成有n 个量程（分别为1U ，2U ，…）的电压表，则分压器中应有n 个电阻，选用分压器中不同阻值的分压电阻，可以得到不同量程的电压档。按照欧姆定律，可计算出各个分压电阻的阻值。 图4-1 微安表头的扩程方法 图4-2 改装电压表的方法

KD型多用户电表

目录 1.概述 (3) 2.产品种类 (3) 2.1 KD-BASA1（预付费智能安全用电控制型）多用户电表 (3) 2.11主要技术特点 (3) 2.12型号说明 (4) 2.13主要技术指标 (4) 2.14 管理方式 (4) 2.2KD-BASB1（大电流预付费智能安全用电控制型）多用户电表 (5) 2.21 主要技术特点 (5) 2.22 主要技术指标 (5) 2.23管理方式： (6) 2.3 KD-BASC1（恶性负载识别预付费智能安全用电控制型）多用户电表 (6) 2.31主要技术特点 (6) 2.32主要技术指标： (7) 2.33管理方式： (7) 2.41主要技术特点 (7) 2.42主要技术指标： (8) 2.43管理方式： (8) 2.5KD-BASE1（1.5-6A）（大电流后付费智能安全用电型）多用户电表 (8) 2.51主要技术特点 (8) 2.52主要技术指标： (9) 2.53管理方式： (9) 2.6KD-BASF系列多费率智能多用户电表 (10) 2.61主要技术特点 (10) 2.62产品类型： (10) 2.63管理方式： (11) 2.7KD-BASG1（后付费智能安全用电控制型）多用户电表 (11) 2.71主要技术特点： (11)

2.72主要技术指标： (12) 2.73管理方式： (12) 3.KD型多用电表对电表市场的影响 (12) 4.KD型多用户电表的通信技术 (13) 4.1 灵活性和多模 (13) 4.11灵活性 (13) 4.12多模 (14) 4.2超低功耗 (14) 4.3超低成本 (14) 4.4：“智能化”并连接其他仪表 (15) 5.总结 (15)

电表改装实验报告

一、实验目的： 1.掌握测定微安表（表头）量程和内阻的方法 2.掌握校准电流表、电压表的基本方法，熟练数字多用表、面包板等电脑元件的使用 二、实验原理： 1.表头参数I g 及R g 的测定 注意：测 R g 时保持电路状态不变（即不改变电源电压和C 点的位置） 2.电流表量程的扩大 依据并联分流g S I I I R -=g g R 令g I I = n ， 则1 s -=n R R g 。式中I 为扩充后的量程，n 为量程扩大的倍数。 3.改装成电压表 串联一高阻值电阻RH ，电表总内阻R H +R g =g I U 所以 R H = g I U -R g 。式中U 为改装后电表的量程。

三、实验仪器： 用于改装的微安表头，滑动变阻器，数字多用表，电路板，导线，直流稳压电源，电阻箱 四、实验内容和步骤： 1.连接电路，用万用表量表头量程和内阻。 2.根据目标量程计算改装电流表需并联的电阻Rs和改装电压表需串联的电阻R H。 3.根据改装电流表的矫正电路图连接电路，校正改装电流表的量程（先改变Rs使改装表和数字万用表的读数近似相等，后移动滑线变阻器使改装表满偏，重复，最后微调），使表头满偏同时数字万用表显示为目标量程。移动滑线变阻器减小通过改装表的电流，读取10组改装表和数字万用表的读数。 校正电流表的电路

4.根据改装电压表的校正电路图连接电路，校正改装电流表的量程（移动滑线变阻器 使万用表为目标量程，改变R H 使表头满偏），使表头满偏同时数字万用表显示为目标量程。移动滑线变阻器减小通过改装表的电流，读取10组改装表和数字万用表的读数。 校正电压表的电路 g S I I I R -= g g R R H =g I U -R g 五、实验数据与处理： 1.表头参数值：I g =99.9μA;R g = 2.037k Ω 2.改装电流表 量程：5mA Rs=41.53Ω I 标 (mA) 4.98 4.26 3.84 3.04 2.84 2.39 2.02 1.39 1.20 0.81 I 改 (mA) 5.0 4.2 3.8 3.0 2.8 2.4 2.0 1.4 1.2 0.8 △I (mA) 0.02 -0.06 -0.04 -0.04 -0.04 0.01 -0.02 0.01 -0.01

山东科技大学多用户电能表设计

山东科技大学信息与电气工程学院 单片机在电力系统中的应用 多用户电能表设计 姓名＿＿＿＿学号＿＿ 手机Email 专业电气工程及其自动化＿班级 指导教师及职称＿＿公茂法教授＿＿ 开课学期至＿学年＿学期 提交时间年月日

摘要：本文主要设计一个多用户电子式单相电能表，以C8051F360单片机为核心，配备电能变换模块、LED显示模块、存储芯片等功能模块，实现对8户的用电情况进行集中检测、循环显示。采用查找资料、protel画原理图、软件调试等方法，最终实现了电能计量、数码管显示、掉 电存储等功能。 关键词：AD7755电能测量芯片C8051F360单片机LED数码管24C16存储芯片

目录 引言..................................................................................................................错误！未定义书签。一设计任务及要求 (4) 1.1硬件设计 (4) 1.2软件设计 (4) 1.3设计的主要要求： (4) 二设计原理 (4) 2.1系统方案 (4) 2.2设计总论..........................................................................................错误！未定义书签。 2.3设计方案框图 (5) 三硬件电路设计 (5) 3.1硬件设计总述 (5) 3.1.1单片机电路部分 (9) 3.1.2稳压电源 (5) 3.1.3光电隔离电路 (10) 3.1.4AD7755相关电路 (5) 3.1.524C16设计方案...................................................................错误！未定义书签。 3.2本章小结..........................................................................................错误！未定义书签。四软件电路设计. (11) 4.1流程图设计 (11) 4.1.1主函数流程图： (11) 4.1.2循环显示8户电能程序框图：..........................................错误！未定义书签。 4.1.3读24C16子程序框图： (11) 4.1.4写24C16子程序框图：......................................................错误！未定义书签。 4.1.5中断子程序框图 (11) 4.2设计程序清单 (11) 五总结 (11) 六参考文献 (12)

华师电表的改装与校准实验报告

电表的改装与校准 实验目的： 1.测量微安表头的电阻测值Rg； 2.掌握100mA的电流表头改装成较大电流量程的电 流表与电压表的方法； 3.掌握学会校准电流表与电压表的方法； 实验仪器： 1.FB308型电表改装与校准实验仪器； 2.随仪器配备的专用导线； 实验原理： 1.电流表内阻的测定： 如附件图1所示。当被改电流计(表头)接在电路中时，选择适当的电压E和 R值使表头满偏，记下此 W 时标准电流表的读数 I；不改变电压E和W R的值，用 a 电阻箱 R替代被测电流计，调节电阻箱13R的阻值使标 13 准电流表的读数仍为 I，此时电阻箱的阻值即为被测 a 电流计的内阻 R g 2.毫安表改装成电流表

如附件图2所示，微安表并联分流电阻p R ，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流g I 。 并联分流电阻大小 g g g p R I I I R -= 3、毫安表改装成电压表 如附件图3所示， 微安表串联分压电阻s R ，使 大部分电压降落在串联的分压电 阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程g g R I 。串联分压电阻大小 g g g g s R I U I U U R -= -= 实验步骤： 1. 测定表头电阻；（半偏法和替代法） 2. 将100ua 表头改装成1ma 的电流表的量程 1) 计算分流电阻的参考值并改装 2) 连接电路并校正量程 3) 校正个个刻点 4) 完成电流改造与校准之后，将电流调至最小 3. 将100ua 表头改装成 的电压表的量程 1) 计算分压电阻的参考值并改装 2) 连接电路并校准来量程，确定分压电阻的实验值

多用户电表-多用户电能表的通信技术

多用户电表-多用户电能表的通信技术 多用户电表和其他“智能能源”设备和仪器的通信和连接需求对设计人员和开发人员提出了严峻的挑战。广发伟业依托高效技术和人才优势专业从事能源安全使用领域、能源计量领域及节能领域的产品研究、开发与制造。让我们来了解一下多用户电表的通信难题，并了解当前设备是如何解决这些难题的。然后，我们将考虑应如何解决这些难题来提供具有成本效益且能满足未来需求的实用智能电网解决方案。 新一代智能多用户电表的关键部署属性 解决方案基于各种各样的技术，因地理位置、当地网络基础设施标准和质量而异。 HAN(家域网)或BAN(楼域网)使用短距离无线标准(如ZigBee、Thread、WiFi和蓝牙)将家电设备连接到智能电表。它还可以使用PLC(电力线载波)有线技术。 NAN(邻域网)使用星形网络拓扑结构，如蜂窝M2M(GPRS、3G、LTE MTC、NB-IoT、LPWAN)将每个电表直接连到基站，并使用云或网状网拓扑结构，如PLC 或802.15.4g 将所有智能电表节点聚集到DAP(数据聚集点)，而该DAP 将使用蜂窝M2M(GPRS、3G、LTE MTC)直接连接到基站或通过以太网直接连接到云。 多用户电表的通信技术应具有灵活性 多用户电表的通信技术解决方案必须要有足够的灵活性才能支持上面列出的所有标准，其中的部分标准仍在开发中，可能需要现场更新和远程升级。 例如PLC 技术已经被多家标准组织进行过标准化，如IEEE P1901.2、PRIME(基于电力线的智能多用户电表演进标准)和G3，并且这些技术标准均提供多种不同的数据速率和频率带宽。各个国家也都派生了不同的PLC技术分支版本来针对自己的电网具体情况进行优化。 迄今为止，仍然没有一个通用的互操作性标准来管理智能电网的通信，也可能永远都不会有！ 多用户电表的通信技术应考虑多模设置 多模也是必备的设置，因为大多数使用情况下都要求多个功能同时运行。欧洲和亚洲城市部署的NAN网状拓扑结构需要并发支持PLC 和802.15.4g，因为一个节点可能通过PLC 连接到一个节点，同时通过802.15.4g 连接到另一个节点。 多用户电表的通信技术的超低功耗 虽然插电多用户电表有主电源，但不插电计量设备必须要用两节AA 电池运行5 到10 年，这要求空闲和峰值功耗都要进行非常仔细的优化。

多用户电能表

关于商场、写字楼类多用户电能表应用的探讨 摘要：随着我国经济的发展，能源瓶颈问题将更加突出。其中电力能源存在着极大的浪费与安全控制问题。针对目前情况，多用户电能表应运而生，它在传统电表的计量基础上，又增加了一系列功能，使得多用户电表在人们的生活中起着越来越重要的节能监测作用。同时，多用户电表的使用，也为经济的可持续发展做出了一定的贡献。 关键字：多用户电表；节能；体积小；防窃电；安全 1、多用户电能表的概念 多用户电能表即多用户全电子式电能表，也叫集群电表符合我国国情我国居民住宅或公寓多以楼房为主。一座楼一般含几个单元，而每个单元少者一般近十户、十几户，多者几十户。针对上述情况，为了便于抄表和用电管理，目前一些物业管理部门将多个单块表集中安装在楼梯间。这样简单的组合造成体积庞大、不美观又不经济。设计一种体积小、功能全又经济的集中式多用户全电子式电能表十分必要。这种集中式表一个单元、乃至一幢楼同用一块即可，但它又不是多个单表的简单组合。 （1）每户电能计量单元：主要由电压、电流采样和专用电能表芯片（如BL0932B、ADE7755等）构成。它的任务是完成每个用户的用电量累积、存储，并同时将电量转换成相应的脉冲分别输出或送入单片机处理。户电能计量单元，集中安装在一个印刷电路板上，其面积比一个纸烟盒还小，每户一块，每户单独计量，互不影响。 （2）单片机系统：它是一个智能数据采集处理和控制单元。整个系统安装在一个见方约200*80mm2的印刷电路板上。它的任务是接收并存储各用户电量，经处理后控制公用显示器，定时、轮流显示各户用（或剩余）电量，控制对外通信，完成抄表或远控等工作。 （3）输出部分：主要包括公用显示器和对外通信、控制接口等。 2、我国普通电能表现状及存在问题分析 2.1我国普通电能表难以实现节能

单相多用户多功能智能化电能表设计与实现

?７２?工业仪表与自动化装置２００８年第２期 单相多用户多功能智能化电能表设计与实现 原明亭，高军伟，何文雪 （青岛大学自动化工程学院，山东青岛２６６０７１） 摘要：介绍了一种以单片机为核心，采用专用电能计量芯片设计的单相多用户多功能智能化电能表，并提供了其硬件和软件设计。该电能表可实现电能计量、复费率、远程抄表、预付费、定时供电控制等多种功能。 关键词：电能表；单片机；硬件设计ｉ软件设计 中图分类号：ＴＭ９３３．４文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—０６８２（２００８）０２—００７２—０３ Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｔｙｐｅｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒａｎｄｍｕｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｅⅢｇｅｎｔｉｚｅｄａｍｍｅｔｅｒ ＹＵＡＮＭｉｎｇ—ｔｉｎｇ，ＧＡＯＪｕｎ—ｗｅｉ，ＨＥＷｅｎ—ｘｕｅ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｌｔｎｄｅｒＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＱｉｎｇｄａｏ２６００７１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｎｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｂｏｕｔａｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒａｎｄｍｕｌｔｉ?ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉ—ｇｅｎｔｉｚｅｄａｍｍｅｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈａｓｐｅｃｉａｌｐｏｗｅｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｈｉｐｂａｓｅｄｏｎａｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｔｓｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｉｓａｍｍｅｔｅｒｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏ ｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｅｌｅｃ－ ｔｉｌｅｅｎｅｒｇｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｍｕｈｉｒａｔｅ，ｌｏｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇ，ｐｒｅｐａｙｍｅｎｔ，ｔｉｍｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｅｔｃ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｍｍｅｔｅｒ；ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｏｌｅｒ；ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ；ｓｏｆｔｅｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ ０引言 目前一般的家用全电子式的电能表，大多采用专用计量芯片设计电量计量采集电路，采用机电式计度器作为显示装置，只具有电能计量功能。结构简单，价格便宜，适合一户一表使用，近几年得到推广应用。这类电表，内部不含微处理器，难于实现分时计量、远程抄表、预付费、定时供电控制等功能。在一些用电集中的场所，如大学生宿舍，分户计量时每层需安装多块电表，给施工、抄表、控制等带来困难。该文设计一单相多用户智能化电能表，采用一块微处理器，不仅能实现对多个用户的电能计量，而且具有分时计量、远程抄表、预付费、定时供电控制等多种功能。 １电能表硬件设计 单相多用户多功能智能化电能表硬件结构如图１所示。系统主要由电量计量采集电路、微处理器、 收稿臼期：２００７—０ｒ７—１６ 作者简介：原明亭（１９６７一），男，工学硕士，副教授，博士研究生，现从事自动化仪表及装置、智能控制系统等方面的教学与科研工作。实时日历时钟电路、非易失存储器电路、显示电路、远程通信电路、供电控制电路等部分组成。 一存蕊景耄路蕊微１圃 计量电路ｌｌ一。 一户电能ｌｌ。。 处 计晕电路ＩＬ三二理 器．一远程矗信Ｊｕ磷 略卜 豆位及系统运行监视电路Ｌ一－Ｉ供电控制电Ｐ 图１电能表硬件结构框图 用户电能计量采用专用集成电路设计，每一户的计量脉冲信号，经Ｉ／Ｏ接口电路连接到系统总线，在微处理器的控制下，轮流采集并计数其脉冲信号，达到０．１ｋＷｈ时，将电量存储到非易失存储器中，以防电量丢失。整个电表采用分时方式，轮流显示用户使用的电量数据。远程通信电路可实现电表联网和远程抄表；实时１３历时钟实现电表的复费率和定时供电；系统运行监视电路实时监控电表运行情况，增加电表的可靠性。下面介绍一下电表的主要电路设计。 １．１显示电路设计 由于电能表一般安装在楼梯间等较为昏暗的地方，要求显示器件不仅具备自主发光能力，而且寿命

DFSH1521型多用户集中式电能表

DFSH1521型多用户集中式电能表 ●防窃电 ●大容量 ●高性能 ●远程联网 ●数码显示 泰安市宏达电子有限公司

一、简介 DFSH1521型多用户组合式电能表是公司研制生产的高科技产品，它采用微电子处理技术和SMT表面焊接及在线测试技术，能将多达36户单相用电和13户三相用电集中检测，逐户循环显示，并可将各户的用电量由红外抄表器采集或通过RS485接口实现计算机联网以及内刷卡售电功能。传感元件采用了德国V AC真空熔炼公司研制的1J77A型高导磁率微型电流、电压互感器，与锰铜（或康铜）分流元件相比，具有精度高、量程范围宽、自身功耗低、抗干扰能力强等特点。DFSH1521型多用户组合式电能表可广泛用于居民楼、集体公寓等用电场所，具有体积小、抄表方便和防窃电等功能，是老式机械 电能表最理想的替代产品。 二、技术特点及参数 1、技术特点 （1）电表集中检测和显示，表箱体积小，抄表方便，防止窃电。（2）高量程10—60A，用户无须因家用电器的增加而更换电表。（3）实现远程联网，现场抄表。 （4）表壳冲压成形，密封性能好，符合国标GB/T17215—2002。（5）电路采用三相电源供电。即使供电线路缺相，也能正常计量。（6）同时具备近程红外线抄表和远程计算机联网抄表功能。 （7）采用专用接线端子，双螺栓压线，使用更可靠。 （8）采用高精度微型电量互感器，电器隔离效果好，超负载能力强。

（9）整机功耗低，低于一台机械式电能表的功耗（<7V A）。 （10）远控型DFSH多户表具有计算机联网.刷卡带控制断送电功能，解决了电费收取难的问题。 2、技术参数 （1）标定电流：10（60A）； （2）工作电压：AC160V~250V （3）精度等级：2.0级； （4）环境温度：—20℃~55℃ （5）0.4％Ib; (6)重量：约6kg (7) 总进线端子接线截面积：≤75mm (8) 用户接线端子接线截面积：≤100mm 三．型号说明 备注；控制型为DFSH 1521型 为降低公用零线上的总电流，电能表总进线一般采用三相四线制接线方式，而用户接线方式可分为单相（D）或三相四线(T)。 若总进线为单相接线方式，要将电能表的三个进线端子并在一起使用，这是用户接线方式只能为单相。

电表的改装与校准实验报告

大学物理实验报告 实验时间：2016 年3 月14 日 实验名称：电表的改装与校准成绩： 学号：6101215073 实验目的：班级：自动化153 班 姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻R g ，量程I g 2、掌握将100uA 表头改装成10mA 的电流表和5V 电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。 图3实验仪器： 用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导 线等。 实验原理： 1. 微安表头的内电阻R g ，量程I g 的测定 测量内阻R g 的方法很多，本实验采用替代法。如图 1 所示。当被改电流计(表头)接在电路中时， 选择适当的电压 E 和R W 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数I a ；不改变电压 E 和R W 的值， 用电阻箱R13 替代被测电流计，调节电阻箱R13 的阻值使标准电流表的读数仍为I a ，此时电阻箱的 阻值即为被测电流计的内阻R g 。 + – mA °1 被改装电流计° 2° + –°mA °° R 13 E R W １．将 A 表头改装成大量程的电流表

因为微安表头的满刻度电流(量程)很小，所以在使用表头测量 较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在 表头两端并联一个阻值较小的电阻R P（如图1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和R P 组成的整体就是电流表。R P 称为分流电阻。选用不同阻值的R P 可以得到不同量程的电流表。 在图 1 中，当表头满度时，通过电流表的总电流为I，通过表头的电流为I g。 因为I I g A R g I-I g R P 图 1 U g I g R g ( I I g ) R P I g 故得R p( I I g )R g（1）如果表头的内阻R g 已知，则按照所需的电流表量程I，由式(1) 可算出分流电阻 R P 的阻值。 ２．电压表的改装 根据欧姆定律U=IR ，内阻为R g 的表头，若通以电流I g，则 I g R g R S 表头两端电压降为U g=I g R g,因此直流电流表可以对直流电 A A . B 压进行测量。通常R g 的数值不大，所以表头测电压的量程也很小。为了测量较高的电压，需在表头上串联一个阻值较大的电阻R S(如图2)，使超过表头电压量程的那部分电压降U g U S U 落在电阻R S 上，R S 称为扩程电阻。选用不同的扩程电阻，可以得到不同量程的电压表。在图 2 中,设改装后伏特计的总电压为U,当表头指针满刻度时,扩程电阻 图2 R S 两端的 电压为U S I g R s U U g ,于是有 U U g U R s R g I g I g （2）根据所需要的电压表量程U 和表头内阻R g,由式(2) 可算出扩程电阻R S 的阻值。 式(2) 中I g 和U g 分别为表头的满刻度电流和满刻度电压。 3．电表的校准 I x 电表扩程后必须经过校准才能使用。所谓校准,就是将改装后的电表与标准表同时对同一个对象(如电流或电压)进行测量比较。校 准电表时,必须先调好零点, 再校准量程(满刻度点)。若量程不 对,可调节R P 或R S,使改装表的量程与标准表的指示数相一致。0 I 校准刻度时,要同时记下待校表的读数I x 和标准表的读数I S。从而得 到该刻度的修正值I x I s I x。将同一量程的各个刻度都校准一遍, 可绘出I x I x的折线图,即校准曲线(图3)。在以后使用这个电表时,可以根据校准曲 线对测量值做出修正,以获得较高的准确值。 x