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§ 14 Funktionsprinzip des elektronischen Zählers A100


Aufbau und Funktionsweise von Grundelementen

Elektronisches Zählermodul

Die hohe Messgenauigkeit der Wirkenergie wird durch einen speziellen Mess-IC mit Delta-Sigma-Wandlern (ADC) für Strom- und Spannungseingangssignale, einer hochstabilen Referenzspannung und einem Quarzoszillator sowie einem digitalen Signalprozessor (DSP) erreicht. Die Ausgangssignale der beiden "Delta-Sigma" -Wandler werden einem digitalen Signalprozessor (DSP) zugeführt, wo sie verarbeitet und multipliziert werden. Infolgedessen werden am Ausgang des digitalen Signalprozessors (DSP) Impulse mit einer Frequenz gebildet, die proportional zur verbrauchten Leistung ist. Der digitale Signalprozessor steuert auch den Prozess des Extrahierens und Filterns der möglichen konstanten Komponente der Strom- und Spannungssignale. Die Zählung der vom digitalen Signalprozessor erzeugten Impulse erfolgt durch den Mikrocontroller, gefolgt von einer Erhöhung des Registers des aktiven Tarifs und der Speicherung (Aufzeichnung) von Daten im nichtflüchtigen EEPROM-Speicher. Der Mikrocontroller ist eine wichtige Verbindung zwischen dem Mikroprozessor und den Peripheriegeräten der Schaltung und steuert den Betrieb einer Flüssigkristallanzeige (LCD), einer LED-Anzeige, eines IrDA-Anschlusses und eines Impulsausgangs.

Konstante Kalibrierungen für notwendige Berechnungen Werkseitig in das Messgerät geladen und nichtflüchtig gelagert EEPROM-Speicher zusammen mit der Konfiguration.

Der Stromkreis des Zählers arbeitet mit einem niederohmigen Shunt Widerstand nicht mehr als 0,6 mΩ. Spannung vor Eingabe des Delta-Sigma-Eingangs Wandler durchläuft eine Reihe von hochlinearen Widerstands Spannungsteiler.

Alle elektronischen Hauptelemente des Zählers befinden sich auf einem Leiterplatte mit planer Oberfläche und End-to-End-Installation. Auf Die Leiterplatte besteht aus folgenden Komponenten:

  • Mess-IC (Messchip)

  • Mikrocontroller

  • EEPROM-Speicher

  • resistive Spannungsteiler

  • Delta-Sigma-Strom- und Spannungswandler (ADC)

  • Netzteil

  • IrDA-Port

  • Flüssigkristallanzeige (LCD)

  • Kristalloszillator (Megahertz-Bereich)

  • LED-Anzeige

Zähler Blockschaltbild

Abb. 1. Aufbaudiagramm des Zählertyps A100

Netzteil

In allen Versionen der A100-Zähler ist eine Stromquelle installiert. ausgelegt für einen weiten Bereich der Eingangsspannungsversorgung Netzwerke - von 184 bis 276 V. Für zuverlässigen Schutz vor Überlast und schnell Transiente Bursts haben Eingangsenergieversorgungsschaltungen nichtlineare Entstörvorrichtung, eine Reihe von Schutzstromwiderständen und Spannung sowie das Hochpassfilter.

Spannungsmesssensoren

Um ein hochlineares Spannungssignal zu erhalten und die Phasenverschiebung in einem weiten Dynamikbereich zu minimieren, werden ohmsche Spannungsteiler verwendet. Als Teiler werden hochstabile SMT-Widerstände mit einem minimalen Temperaturkoeffizienten eingesetzt.
Die Spannung wird direkt an die Hauptplatine angelegt und dort mit Widerstandsteilern auf den für den „Delta-Sigma“ -Wandler des Mess-IC (ADC) erforderlichen Eingangssignalpegel gebracht.
Der Mess-IC in der Schaltung liefert eine genaue Messung von Spannung und Strom zur Verwendung bei der Berechnung der erforderlichen Werte.

Signalumwandlung und -berechnung

Mess-IC enthält Delta-Sigma-Wandler (ADC) die Spannungs- und Stromeingangssignale in digitale umwandeln Code und digitaler Signalprozessor (DSP) entsprechend Multiplizieren Sie die Ergebnisse des ADC. Weitere Mess-IC wandelt Energie in Impulse für einen Mikrocontroller-Zähler um, die Eingangsimpulse verarbeitet und Daten in den Speicher überträgt der Zähler und bei Bedarf auch die Datenübertragung auf LCD und Peripheriegeräten des Stromkreises (Relais, Ports). Auch Der Mess-IC enthält eine Stromunterbrechungserkennungsschaltung. Senden des entsprechenden Signals an den Mikrocontroller. Permanente Kalibrierungen, die im EEPROM-Speicher gespeichert sind, werden geladen im Werk in das Messgerät ein und werden Teil der entsprechenden Operationen Berechnung der notwendigen Mengen.

Mikrocontroller

  • Der Mikrocontroller führt verschiedene Funktionen aus, wie zum Beispiel:

  • Empfang von Steuersignalen Eingangstarif

  • Kommunikation zwischen DSP und EEPROM-Speicher

  • Datenübertragung über IrDA-Port

  • LED- und Puls-LED-Steuerung Ausgang (S0)

  • Steuerung der Flüssigkristallanzeige (LCD)

Mikrocontroller und Mess-IC kommunizieren ständig untereinander zur kontinuierlichen Verarbeitung von Eingangssignalen von Strömen und betont. Wenn ein Ausschaltzähler erkannt wird, Der Mikrocontroller leitet das Herunterfahren ein und speichert die berechneten und andere Daten.

EEPROM-Speicher

A100-Zähler verwenden einen nichtflüchtigen EEPROM-Speicher Für Langzeitlagerkonfiguration ab Werk permanent (Konstanten), Siedlungs- (Handels-) und andere Daten. Mit Power Recovery (Versorgung) Alle Daten werden aus dem Speicher gelesen Der Mikrocontroller und das Messgerät kehren zuvor in den Betriebszustand zurück Stromausfall.
Bei Stromausfall kann der Speicher die Sicherheit aufrechterhalten. Daten mindestens 10 Jahre.

Flüssigkristallanzeige (LCD )

Eine Flüssigkristallanzeige (LCD) wird dazu verwendet Anzeige von gemessenen (berechneten) Daten und Status Informationen.
Die angezeigten LCD-Segmente haben einen hohen Kontrast und leicht von verschiedenen Winkeln zu unterscheiden. LCDs können in mehrere Informationszonen unterteilt werden. (Felder), von denen jedes spezifische Informationen anzeigt, wie in Abbildung 1-5 gezeigt.

Hilfsfunktionen (Service)

Zusätzliche Funktionen

Zusätzliche (Service-) Funktionen können für verwendet werden Referenzinformationen über die Zuverlässigkeit der Arbeit und Buchhaltung erhalten aktiver Stromzähler A100. Diese Daten können am PC über IrDA-Portzähler ablesbar.
Nachfolgend sind die Daten angegeben, die Informationen zu zuverlässigen geben Strommessung.

Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung

Die Anzahl der Fälle von umgekehrter Energie
Der Zähler A100 erkennt und zeichnet die Gesamtzahl im Speicher auf Fälle von Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung. Zähler erkennt Strömung in entgegengesetzter Richtung nur für den Fall Überschreitung der eingestellten Energieschwelle (5Wh). Schwellenwert werkseitig installiert.

Gesamte freigesetzte Wirkenergie

Der Zähler A100 erkennt die Gesamtsumme und schreibt sie in den Speicher
der Wert der freigesetzten Wirkenergie.

Rückflussanzeige

Die Anzeige des umgekehrten Energieflusses wird im Falle von auf dem LCD angezeigt Erkennung des Stromflusses in die entgegengesetzte Richtung (Problem).
Die Anzeige des umgekehrten Energieflusses bleibt auf dem LCD bis in dem Moment, in dem der Strom abgeschaltet wird, auch wenn der Strom wieder fließt Durchfluss vorwärts (Verbrauch).

Zähler Stunden

Der Zähler macht die Zählung und Registrierung im Speicher für jede abgeschlossen Stunden der Arbeit (ohne Zeit des Stromausfalls) und speichert Arbeitsdauer über einen Zeitraum von 27 Jahren.

Anzahl der Stromausfälle

Der Zähler zählt und registriert die Menge Stromausfälle.

Aktuelle Leerlaufzeit

Der Zeitzähler zählt und registriert jeweils die Fertigstellung Stunden des Zählers in Abwesenheit von Strom. Dieser Modus Damit können Sie das falsche Verbraucherverhalten erkennen.

Steuerfunktionen

Interner Fehlerzähler

Dieses Gerät zeichnet die Nummer von auf Die CPU wird aufgrund eines Notfalls neu gestartet Arbeit (Fehlfunktion des Mikroprozessors).