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多功能数显电力仪表的制作方法

作者: 来源: 发布于:2020-01-23 16:37:20
【专利摘要】本实用新型涉及电力仪表领域,特别涉及一种多功能数显电力仪表,包括SoC模块电路、电流信号采集电路、电压信号采集电路、LCD显示电路、数据通信电路、计量脉冲输出电路和电源模块。本实用新型性能可靠,采集数据精度高,功能齐全,系统稳定,能够取代常规电力变送器、测量指示仪表、电能计量仪表以及相关辅助单元,适于广泛推广应用。
 
【专利说明】多功能数显电力仪表
[0001] (一)【技术领域】
[0002] 本实用新型涉及电力仪表领域,特别涉及一种多功能数显电力仪表。
[0003] (二)【背景技术】
[0004] 在电力仪表行业,落后的感应式指针电力参数测量表因为它的功能单一和测量精 度较低等缺点,逐步被高精度电子式数显多功能电力仪表淘汰。目前市场上比较成熟的电 子式多功能电力表已广泛应用于各种各样的电力系统中,随着电力行业的发展和市场要求 的不断提高,数显电力仪表表也在向着高精度、智能化、多功能的方向发展,针对电力系统、 工矿企业、智能大厦等电力监控、智能控制、计量考核的应用场合,高性价比、高精度、高可 靠性的多功能电力仪表取代常规电力变送器、测量指示仪表、电能计量仪表成为必然,多功 能电力仪表的需求量也会越来越高,但现在的多功能电力仪表的方案大多采用国外进口计 量芯片,成本偏高,导致多功能仪表的价格相对偏高,给多功能电力仪表的大范围推广带来 不便。
 
【发明内容】
[0006] 本实用新型为了弥补现有技术的不足,提供了一种测量参数精度高、功能齐全、系 统稳定的多功能数显电力仪表,大大降低了多功能电力仪表的成本,降低多功能仪表的使 用经济成本。
[0007] 本实用新型是通过如下技术方案实现的:
[0008] -种多功能数显电力仪表,包括SoC模块、电流信号采集电路、电压信号采集电 路、LCD显示电路、数据通信电路、计量脉冲输出电路和电源模块电路,其特征在于:所述 SoC模块通过数据总线分别与电流信号采集电路、电压信号采集电路、LCD显示电路、数据 通信电路、计量脉冲输出电路相连进行控制和数据传输,电源模块电路为整个系统提供电 源能量。
[0009] 所述SoC模块采用V9003 SoC芯片。
[0010] 所述电流信号采集电路由电流互感器、高精度负载电阻、RC电路组成,电流互感 器、高精度负载电阻、RC电路组成依次相连,RC电路与SoC模块相连。电流信号采集电路 将电流信号转换高精度差分电压信号输入SoC模块。
[0011] 所述电压信号采集电路由电流型电压互感器、限流电阻、高精度负载电阻组成,电 流型电压互感器、限流电阻、高精度负载电阻依次相连,高精度负载电阻与SoC模块相连。 电压信号采集电路将电压信号转换成为电流信号输入SoC模块。
[0012] 所述能量脉冲输出的电路设置有为PLC等设备实现能量检测和计量等功能的接 口。脉冲输出电路会根据能量计量的要求,输出符合要求的能量计数脉冲,以供外部设备采 集计数使用。
[0013] 所述IXD显示电路直接与SoC模块引脚相连,不需要再添加任何IXD的驱动芯片。
[0014] 所述数据通信电路采用了电力仪表通用的M0DBUS-RTU通信协议,能实现所有数 据远程监控,并能进行远程仪表参数设置。在同一条线路上可以同时连接多台电力仪表,每 个电力仪表均可以设定其通讯地址。
[0015] 本实用新型的有益效果是:本实用新型性能可靠,采集数据精度高,功能齐全,系 统稳定,能够取代常规电力变送器、测量指示仪表、电能计量仪表以及相关辅助单元,适于 广泛推广应用。
 
【附图说明】
[0017] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0018] 图1为本实用新型的系统框图。
[0019] 图2为本实用新型的SoC模块电路图。
[0020] 图3为本实用新型的电流信号采集电路图。
[0021] 图4为本实用新型的电压信号采集电路图。
[0022] 图5为本实用新型的计量脉冲输出电路电路图。
[0023] 图6为本实用新型的IXD显示电路图。
[0024] 图中,1电流信号采集电路,2电压信号采集电路,3电源模块电路,4数据通信电 路,5 IXD显示电路,6计量脉冲输出电路,7SoC模块。
 
【具体实施方式】
[0026] 以下将结合附图,对实用新型的具体实施例作进一步详细说明。
[0027] 如图1所示,该实施例包括SoC模块7、电流信号采集电路1、电压信号采集电路 2、IXD显示电路5、数据通信电路4、计量脉冲输出电路6和电源模块电路3,其特征在于:所 述SoC模块7通过数据总线分别与电流信号采集电路1、电压信号采集电路2、LCD显示电 路5、数据通信电路4、计量脉冲输出电路相连进行控制和数据传输,电源模块电路3为整个 系统提供电源能量。
[0028] 如图2所示,所述SoC模块7采用V9003 SoC芯片。V9003 SoC芯片集成电能计量 和管理功能于一体,工作可靠,性能优越,成本低廉,其作为电力仪表的核心,由于其功能模 块丰富,只需极少数外部元器件即可运用于电能计量,其测量精度高,并且外围电路简单, 大大提高了系统的可靠性。
[0029] 电流信号采集电路1由电流互感器、高精度负载电阻、RC电路组成,电流互感器、 高精度负载电阻、RC电路组成依次相连,RC电路与SoC模块相连。如图3所示,CTA、CTB、 CTC为变比为1000的电流互感器,测量电路的A相、B相、C相的三路电流信号,经过CTA、 CTB、CTC三个电流互感器转换为三路小电流信号,经过高精度负载电阻转换为电压信号,再 经过RC电路,产生高精度差分电压信号,经过V9003引脚89~94送入V9003的内部电流信 号处理单兀。
[0030] 电压信号采集电路2由电流型电压互感器、限流电阻、高精度负载电阻组成,电流 型电压互感器、限流电阻、高精度负载电阻依次相连,高精度负载电阻与SoC模块相连。如 图4所示,PTA、PTB、PTC为电流型电压互感器,测量电路的A相、B相、C相三路电压信号,每 路经过5个限流电阻限流,将产生的电流通过PTA、PTB、PTC三个电流型电压互感器,将电 压信号转换成为三路电流信号,再经过高精度负载电阻,经过V9003引脚98?100进入V9003 内部电压信号处理单元。
[0031] 如图5所示,计量脉冲输出电路6设置有为PLC等设备实现能量检测和计量等功 能的接口。根据系统设置,该脉冲输出电路会根据能量计量的要求,输出符合要求的能量计 数脉冲,以供外部设备采集计数使用,这样大大提高了这种多功能仪表的应用范围。
[0032] 如图6所示,IXD显示电路5直接与SoC模块7引脚相连,不需要再添加任何IXD 的驱动芯片。由于V9003集成IXD驱动器,所以可以直接驱动IXD屏,无需外接IXD驱动器, 这样大大简化了 LCD显示线路,提高了系统稳定性,降低了成本。
[0033] 所述数据通信电路采用了电力仪表通用的M0DBUS-RTU通信协议,能实现所有数 据远程监控,并能进行远程仪表参数设置。在同一条线路上可以同时连接多台电力仪表,每 个电力仪表均可以设定其通讯地址。
[0034] 本实用新型的有益效果是:本实用新型性能可靠,采集数据精度高,功能齐全,系 统稳定,能够取代常规电力变送器、测量指示仪表、电能计量仪表以及相关辅助单元,适于 广泛推广应用。
 
【权利要求】
1. 一种多功能数显电力仪表,包括s〇c模块、电流信号采集电路、电压信号采集电路、 IXD显示电路、数据通信电路、计量脉冲输出电路和电源模块,其特征在于:所述SoC模块通 过数据总线分别与电流信号采集电路、电压信号采集电路、LCD显示电路、数据通信电路、计 量脉冲输出电路相连进行控制和数据传输,电源模块为整个系统提供电源能量。
2. 根据权利要求1所述的多功能数显电力仪表,其特征在于:上述SoC模块采用V9003 SoC芯片。
3. 根据权利要求1或2所述的多功能数显电力仪表,其特征在于:上述电流信号采集 电路由电流互感器、高精度负载电阻、RC电路组成,电流互感器、高精度负载电阻、RC电路 组成依次相连,RC电路与SoC模块相连。
4. 根据权利要求3所述的多功能数显电力仪表,其特征在于:上述电压信号采集电路 由电流型电压互感器、限流电阻、高精度负载电阻组成,电流型电压互感器、限流电阻、高精 度负载电阻依次相连,高精度负载电阻与SoC模块相连。
5. 根据权利要求1或2或4所述的多功能数显电力仪表,其特征在于:上述计量脉冲 输出电路设置有为PLC等设备实现能量检测和计量等功能的接口。
6. 根据权利要求1或2或4所述的多功能数显电力仪表,其特征在于:上述LCD显示 电路直接与SoC模块引脚相连,不需要再添加任何LCD的驱动芯片。


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