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§ 14 Das Prinzip des elektronischen Zählers A100


Das Design und die Funktionsweise der Hauptelemente

Elektronisches Zählermodul

Die hohe Genauigkeit der aktiven Energiemessung wird mit einem speziellen Mess-IC mit Delta-Sigma-Wandlern für Strom- und Spannungseingangssignale, einer hochstabilen Referenzspannung und einem Quarzoszillator sowie einem digitalen Signalprozessor (DSP) erreicht. Die Ausgangssignale von zwei "Delta-Sigma" -Wandlern werden an einen digitalen Signalprozessor (DSP) gesendet, wo sie verarbeitet und multipliziert werden. Als Ergebnis erzeugt der Ausgang des digitalen Signalprozessors (DSP) Impulse mit einer Frequenz, die proportional zu der verbrauchten Leistung ist. Außerdem steuert der digitale Signalprozessor den Extraktions- und Filterprozess einer möglichen konstanten Komponente der Strom- und Spannungssignale. Zählimpulse, die von einem digitalen Signalprozessor ausgegeben werden, erzeugen einen Mikrocontroller mit einer anschließenden Erhöhung des Registers des aktiven Tarif- und Datenspeichers in dem nichtflüchtigen EEPROM-Speicher. Der Mikrocontroller ist eine wichtige Verbindung zwischen dem Mikroprozessor und den Peripheriegeräten der Schaltung, die den Betrieb der Flüssigkristallanzeige (LCD), der LED-Anzeige-LED, des IrDA-Anschlusses und der Impulsausgabe steuert.

Konstante Kalibrierungen für notwendige Berechnungen werden im Werk in den Zähler geladen und nichtflüchtig gespeichert EEPROM-Speicher zusammen mit der Konfiguration.

Der Stromkreis des Zählers verwendet einen niederohmigen Shunt mit nicht mehr als 0,6 mOhm. Spannung vor Eintritt in den "Delta-Sigma" Eingang Konverter durchläuft eine Reihe von hochlinearen resistiven Spannungsteiler.

Alle wichtigen elektronischen Elemente des Zählers befinden sich auf einem Leiterplatte mit planer Oberfläche und durch Einbau. Auf dem Die folgenden Komponenten sind auf der Leiterplatte installiert:

  • Mess-IC (Messchip)

  • Mikrocontroller

  • EEPROM-Speicher

  • resistive Spannungsteiler

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

  • Netzteil

  • IrDA-Anschluss

  • Flüssigkristallanzeige (LCD)

  • Quarzoszillator (Megahertz-Bereich)

  • LED-Anzeigeleuchte

Zählerblockdiagramm

Abb. 1. Strukturdiagramm des Zählertyps A100

Netzteil

In allen Versionen der A100-Meter ist ein Netzteil installiert, berechnet für einen weiten Bereich der Eingangsspannungsversorgung Netzwerk - von 184 bis 276 V. Für zuverlässigen Schutz vor Überlastung und schnell transiente Bursts haben die Eingangskreise der Stromversorgung Nichtlineare Entstörvorrichtung, eine Reihe von strombegrenzenden Schutzwiderständen und Spannung, sowie das HF-Filter.

Spannungsmesssensoren

Um ein Hochspannungssignal zu erhalten und die Phasenverschiebung in einem weiten dynamischen Bereich zu minimieren, werden ohmsche Spannungsteiler verwendet. Als Teiler werden hochstabile SMT-Widerstände mit einem minimalen Temperaturkoeffizienten verwendet.
Die Spannung wird direkt an die Hauptplatine angelegt, wo sie unter Verwendung von Widerstandsteilern auf die erforderlichen Pegel von Eingangssignalen für das Delta-Sigma des Meßwandlers (A / D-Wandler) geführt wird.
Der Mess-IC in der Schaltung liefert eine genaue Messung von Spannung und Strom zur Verwendung bei der Berechnung der erforderlichen Mengen.

Konvertierung und Berechnung von Signalen

Der Mess-IC enthält "Delta-Sigma" -Wandler (ADCs) welche die Eingangssignale von Spannung und Strom in eine digitale umwandeln Code und digitaler Signalprozessor (DSP), der entsprechende Multiplikation der Ergebnisse des ADC. Dann der Mess-IC wandelt Energie in Impulse für einen Mikrocontroller-Zähler um, der die Eingangsimpulse verarbeitet und die Daten an den Speicher überträgt Zähler, und, falls erforderlich, bietet die Datenübertragung auf dem LCD und Peripheriegeräte der Schaltung (Relais, Ports). Auch der Mess-IC umfasst eine Schaltung zur Erkennung von Stromunterbrechungen, welches das entsprechende Signal an den Mikrocontroller sendet. Konstante Kalibrierungen, die im EEPROM-Speicher gespeichert sind, werden geladen im Zähler in der Fabrik und werden Teil der entsprechenden Operationen Berechnung der gewünschten Werte.

Mikrocontroller

  • Der Mikrocontroller erfüllt verschiedene Funktionen wie:

  • Empfang von Steuersignalen der Tarifeingabe

  • Kommunikation zwischen DSP- und EEPROM-Speicher

  • Datenübertragung über IrDA-Port

  • Kontroll-LED-Anzeige und Impuls Ausgabe (S0)

  • Steuerbetrieb der Flüssigkristallanzeige (LCD)

Der Mikrocontroller und der Mess-IC kommunizieren ständig zur kontinuierlichen Verarbeitung der Eingangssignale der Ströme und betont. Wenn die Gegenleistung erkannt wird, Der Mikrocontroller löst eine Abschaltung aus und speichert die berechneten und andere Daten.

EEPROM-Speicher

Die A100-Zähler verwenden einen nichtflüchtigen EEPROM-Speicher für Langzeitspeicherkonfiguration, werkseitig permanent (Konstanten), geschätzte (kommerzielle) und andere Daten. Wann? Wiederherstellung (Stromversorgung) alle Daten werden aus dem Speicher gelesen Mikrocontroller und das Messgerät kehrt in den Betriebszustand zurück ausschalten.
Bei fehlender Stromversorgung kann der Speicher die Sicherheit aufrechterhalten Daten nicht weniger als 10 Jahre.

Flüssigkristallanzeige (LCD )

Ein Flüssigkristalldisplay (LCD) wird z Anzeige von gemessenen (berechneten) Daten und Status Informationen.
LCD-Segmente angezeigt haben hohen Kontrast und sind leicht von verschiedenen Blickwinkeln zu unterscheiden. LCD kann bedingt in mehrere Informationszonen unterteilt sein (Felder), von denen jedes bestimmte Informationen anzeigt, wie in Abb. 1-5 gezeigt.

Hilfsfunktionen (Service)

Zusätzliche Funktionen

Zusätzliche (Service-) Funktionen können verwendet werden für Hintergrundinformationen über die Zuverlässigkeit von Arbeit und Buchhaltung erhalten aktiver Stromzähler A100. Diese Daten können auf dem PC über den IrDA-Zähler-Port gelesen werden.
Im Folgenden betrachten wir Daten, die Informationen über Zuverlässigkeit liefern Buchhaltung für elektrische Energie.

Der Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung

Anzahl der Energieumkehrungen
Der A100-Zähler erkennt und schreibt die Gesamtanzahl in den Speicher Fälle von Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung. Zähler Es erkennt nur in dem Fall eine Strömung in der entgegengesetzten Richtung Überschreiten der festgelegten Energieschwelle (5Wh). Schwellwert ist in der Fabrik installiert.

Gesamte aktive Energie freigesetzt

Der A100 Zähler erkennt und schreibt insgesamt
der Wert der abgegebenen Wirkenergie.

Indikator des umgekehrten Energieflusses

Der Indikator für den umgekehrten Energiefluss wird auf dem LCD im Fall angezeigt Erfassung des Stromflusses in umgekehrter Richtung (Ausgang).
Der Indikator des umgekehrten Energieflusses bleibt auf dem LCD bis selbst wenn der Strom wieder ist in direkter Richtung fließen (Verbrauch).

Counter Betriebszeit

Der Zähler zählt und registriert sich im Speicher jedes vollständigen Stunden (ohne Berücksichtigung der Zeit des Mangels an Lebensmitteln) und speichert Dauer der Arbeit für den Zeitraum von 27 Jahren.

Anzahl der Stromausfälle

Der Zähler zählt und registriert Speichermengen Stromausfälle.

Die Dauer des Nicht-Strom-Modus

Der Zeitzähler zählt und zeichnet alle vollständig auf Stunde des Zählers in Abwesenheit des aktuellen Modus. Dieser Modus ermöglicht Ihnen, ein falsches Belastungsmuster des Verbrauchers zu erkennen.

Steuerfunktionen

Zähler für interne Fehler

Dieses Gerät registriert die Menge im Speicher Wenn die CPU aufgrund eines arbeiten (Fehlfunktion des Mikroprozessors ordnungsgemäßer Betrieb).