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§ 14 Das Prinzip des elektronischen Zählers A100


Das Design und die Bedienung der Hauptelemente

Elektronisches Zählermodul

Die hohe Genauigkeit der Messung der aktiven Energie wird mit einem speziellen Mess-IC erreicht, der Delta-Sigma-Wandler für Strom- und Spannungseingangssignale mit einer hochstabilen Referenzspannung und einem Quarzoszillator sowie einen digitalen Signalprozessor (DSP) umfasst. Die Ausgangssignale von zwei "Delta-Sigma" -Wandlern werden an einen digitalen Signalprozessor (DSP) gesendet, wo sie verarbeitet und multipliziert werden. Infolgedessen erzeugt der Ausgang des digitalen Signalprozessors (DSP) Impulse mit einer Frequenz proportional zu der verbrauchten Leistung. Der digitale Signalprozessor steuert auch 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 nachfolgenden Erhöhung des Registers des aktiven Tarifs und der Datenspeicherung im nichtflüchtigen EEPROM-Speicher. Der Mikrocontroller stellt eine wichtige Verbindung zwischen dem Mikroprozessor und den Peripheriegeräten der Schaltung dar, die den Betrieb der Flüssigkristallanzeige (LCD), der LED-Anzeige-LED, des IrDA-Ports und des Impulsausgangs steuert.

Konstante Kalibrierungen für notwendige Berechnungen werden werkseitig in das Messgerät geladen und in einem nichtflüchtigen 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 hoch linearen resistiven Spannungsteiler.

Alle elektronischen Hauptelemente des Zählers befinden sich auf einem Leiterplatte mit planarer Oberfläche und durch die Installation. Auf der Folgende Komponenten sind auf der Leiterplatte installiert:

  • Messen von IC (Messchip)

  • Mikrocontroller

  • EEPROM Speicher

  • resistive Spannungsteiler

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

  • Netzteil

  • IrDA-Port

  • Flüssigkristallanzeige (LCD)

  • Quarz-Oszillator (Megahertz-Bereich)

  • LED-Anzeigelampe

Zählerblockdiagramm

Fig. 1. Strukturdiagramm des Zählertyps A100

Netzteil

In allen Versionen der A100-Meter ist ein Netzteil installiert, berechnet für einen großen Bereich der Eingangsspannungsversorgung Netzwerk - von 184 bis 276 V. Für zuverlässigen Schutz gegen Überlast und schnelle transiente Bursts haben die Eingangsschaltkreise der Stromversorgung nichtlineare Entstörvorrichtung, eine Reihe von strombegrenzenden Schutzwiderständen und Spannung, sowie der HF-Filter.

Spannungsmesssensoren

Um ein Hochspannungssignal zu erhalten und die Phasenverschiebung in einem breiten dynamischen Bereich zu minimieren, werden resistive Spannungsteiler verwendet. Als Teiler werden hochstabile SMT-Widerstände mit einem minimalen Temperaturkoeffizienten verwendet.
Die Spannung liegt direkt an der Hauptplatine an, wo sie mit ohmschen Teilern auf den erforderlichen Pegel der Eingangssignale für das Delta-Sigma des Messumformers (A / D-Wandler) geführt werden.
Der Mess-IC in der Schaltung liefert eine genaue Messung von Spannung und Strom für die Berechnung der benötigten Größen.

Umwandlung und Berechnung von Signalen

Der Mess-IC enthält "Delta-Sigma" -Wandler (ADCs) welche die Eingangssignale von Spannung und Strom in eine digitale Code und Digitalsignalprozessor (DSP), die entsprechenden Damit multipliziert man die Ergebnisse des ADC. Dann misst der Mess-IC wandelt Energie in Impulse für einen Mikrocontroller-Zähler um, welches die Eingangsimpulse verarbeitet und die Daten in den Speicher überträgt Zähler und liefert gegebenenfalls Datenübertragung auf dem LCD und Peripheriegeräten der Schaltung (Relais, Ports). Auch der Mess-IC umfasst eine Schaltung zum Detektieren von Stromunterbrechungen, welches das entsprechende Signal an den Mikrocontroller sendet. Im EEPROM-Speicher gespeicherte konstante Kalibrierungen werden geladen im Zähler im Werk und werden Teil der entsprechenden Vorgänge Berechnung der gewünschten Werte.

Mikrocontroller

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

  • Empfang von Steuersignalen der Tarifeingabe

  • Kommunikation zwischen DSP und EEPROM Speicher

  • Datenübertragung über IrDA-Port

  • Kontroll-LED-Anzeige und Impuls Ausgang (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 erfasst wird, Der Mikrocontroller startet eine Abschaltung und speichert die berechneten und andere Daten.

EEPROM Speicher

Die A100-Zähler verwenden einen nichtflüchtigen EEPROM-Speicher für langfristige Speicherkonfiguration, Fabrik permanent (Konstanten), geschätzte (kommerzielle) und andere Daten. Wenn Wiederherstellung (Versorgung) Alle Daten werden aus dem Speicher ausgelesen Mikrocontroller und der Zähler kehrt in den Betriebszustand vor Ausschalten.
In Ermangelung von Strom kann Speicher die Sicherheit aufrechterhalten Daten nicht weniger als 10 Jahre.

Flüssigkristallanzeige (LCD )

Eine Flüssigkristallanzeige (LCD) wird für Anzeige von gemessenen (berechneten) Daten und Status Informationen.
LCD-Segmente haben einen hohen Kontrast und sind leicht von verschiedenen Blickwinkeln unterscheidbar. LCD kann bedingt in mehrere Informationszonen unterteilt werden (Felder), von denen jedes bestimmte Informationen anzeigt, wie in Abb. 1-5 gezeigt.

Hilfsfunktionen (Service)

Zusätzliche Funktionen

Zusätzliche (Service-) Funktionen können für erhalten Hintergrundinformationen zur Zuverlässigkeit von Arbeit und Buchhaltung aktiver elektrischer Energiezähler A100. Diese Daten können auf dem PC über den IrDA Counter Port gelesen werden.
Im Folgenden betrachten wir Daten, die Informationen über verlässliche Bilanzierung elektrischer Energie.

Der Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung

Anzahl der Energieumkehrungen
Der A100-Zähler erkennt und schreibt die Gesamtzahl Fälle von Energiefluss in die entgegengesetzte Richtung. Zähler Es detektiert einen Strom in die entgegengesetzte Richtung nur bei Überschreitung der festgelegten Energie-Schwelle (5Wh). Schwellwert ist in der Fabrik installiert.

Gesamte aktive Energie freigesetzt

Der A100-Zähler erkennt und schreibt insgesamt
der Wert der ausgegebenen aktiven Energie.

Indikator des umgekehrten Energieflusses

Die Anzeige des umgekehrten Energieflusses wird auf dem LCD angezeigt, falls Erkennung des Stromflusses in umgekehrter Richtung (Ausgang).
Die Anzeige des umgekehrten Energieflusses verbleibt auf dem LCD, bis selbst wenn der Strom wieder ist fließen in die direkte Richtung (Verbrauch).

Zählerbetriebszeit

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

Anzahl der Stromausfälle

Der Zähler zählt und registriert die Speichermenge Stromausfälle.

Die Dauer des No-Current-Modus

Der Zeitzähler zählt und zeichnet jedes Stunde des Zählers in Abwesenheit des aktuellen Modus. Dieser Modus ermöglicht es Ihnen, ein falsches Lastmuster des Verbrauchers zu erkennen.

Steuerungsfunktionen

Zähler für interne Fehler

Dieses Gerät registriert Menge im Speicher Wenn die CPU aufgrund eines Arbeiten (Fehlfunktion des ordnungsgemäßen Betriebs des Mikroprozessors).