电子电度表制造技术

常规的电子电度表不能达到充分小型化和降低成本的目的。在本发明专利技术的电子电度表内，在软件处理部（２５）的控制下，电压传感器（１３）和电流传感器（１４）的检测输出和电流传感器（１４）的基准电位经差分放大器（２３）差分放大后，再由Ａ／Ｄ变换器（２４）通过Δ∑调制进行Ａ／Ｄ变换。然后，分别从电压传感器（１３）和电流传感器（１４）的经Ａ／Ｄ变换的检测输出中扣除经Ａ／Ｄ变换的基准电位，由此计算出被测对象的使用电能量。对使用电能量的绝对误差的校正处理仅通过增益调整处理来执行。计算出的使用电能量在受液晶驱动器（５）控制的液晶显示部（６）上显示，并且作为脉冲信号传送给ＬＥＤ（１５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据经模数(A/D)变换装置变换得到的数字信号计 算被测对象的使用电能量的电子电度表。
技术介绍
电子电度表的测量精度保证量程通常对于电压为额定值的±10% 左右，而对于电流为额定值的6倍到1/40倍的宽量程。因此，为了以 ±1 %的精度在测量精度保证量程内测量电流，要求分辨率为1/240x 1 % =1/24,000，即1/24000，从而要求A/D变换器的分辨率为15比特左 右。然而，包含在通常用作运算处理设备的微型计算机内的A/D变换 器通常只具有10比特或最多12比特的分辨率，从而在使用这样的通 用微型计算机的电子电度表内，分辨率就不足了。因此，为了弥补包 含在微型计算机内的A/D变换器的分辨率的不足，常规的电子电度表 就用与所测量的电流的幅度相应的放大因子对被测电流进行放大。例 如，在专利文献l中所描述的常规的电子电度表内，放大因子根据经 整流和平均的被测电流的电平和放大装置的额定电平自动调整，在放 大装置内根据经调整的放大因子对电流传感器的输出进行放大。此外， 有一种常规电子电度表，将多个放大器配置在多个级内，如图l所示，、 这种'i子电度表配i成包:^t用微型计算机i。'微S计算机i配有逐次逼近型A/D变换器2和根据在A/D变换器2内变换得出的数字 数据执行运算的软件处理部3。将输入信号放大5倍的放大器9、 10、 11和12连接成4个级，通过选择开关7接到A/D变换器2上。电压 传感器13和电流传感器14通过选择开关8接到第一级内的放大器9 上。选择开关8可以择一地切换连接到端子8a、 8b和8c中的任一端4子。在切换连接到端子8a时，所选择和测量的是来自电压传感器13 的电压信号；在切换连接到端子8b时，所选择和测量的是来自电流传 感器14的电流信号；而在切换连接到端子8c时，所选择和测量的是 传感器13和14的检测输出的基准电位。选择开关7可以择一地切换 连接到端子7a、 7b、 7c和7d中的任一端子，以便选择用来放大电流 传感器14所检测的电流信号的放大器的级数。在切换连接到端子7a 时，所选择的是一级的放大器9，使输入信号放大5倍。此外，在切 换连接到端子7b时，所选择的是二级的放大器9和10;在切换连接 到端子7c时，所选择的是三级的放大器9至11;而在切换连接到端 子7d时，所选择的是四级的放大器9至12;从而将输入信号分别放 大52倍、53倍和54倍。控制LED (发光二极管)15和液晶显示(LCD)部6的液晶显 示驱动器(LCD驱动器)5接到软件处理部3上。软件处理部3将在 A/D变换器2内变换成数字数据的电压值和电流值相乘，计算出电功 率，再将电功率累积，计算出电能量。计算出的电能量在液晶显示部 6上显示，并且根据计算出的电能量产生与使用电能量成正比的脉冲 信号，以接通和断开LED15。图2为示出在上述软件处理部3内对电能量的计算处理的概要的 流程图。在电能量的计算处理中，首先执行电流伪A/D变换处理(见图2 中的步骤(以下示为S) 1)。在这个处理中，将选择开关8切换连接 到端子8b后，舍弃由A/D变换器2最初变换得到的电流值的数字数 据，以提高电流测量精度。接着，执行电流预A/D变换处理(S2)。 在这个处理中，执行确定放大器9至12中用来放大电流信号的放大器 的最佳级数的测量处理。接着，执行电流实A/D变换处理(S3)。在 这个处理中，通过切换选择开关7，选择在S2确定的级数的放大器， 而在电流传感器14输出的检测信号经所选择的这些放大器放大后，由 A/D变换器2执行将检测信号变换成数字数据的处理。接着，执行电 压伪A/D变换处理(S4)。在这个处理中，如在S1的电流伪A/D变5换处理中那样，将选择开关8切换连接到端子8a后，舍弃由A/D变 换器2最初变换得到的电压值的数字数据，以便提高电压测量精度。 接着，执行电压实A/D变换处理(S5)。在这个处理中，通过切换选 择开关7，选择单级放大器9，电压传感器13输出的检测信号经放大 器9放大后，由A/D变换器2执行将检测信号变换成数字数据的处理。接着，从在S3中得到的电流值和在S5得到的电压值中扣除通过 上次的S13的处理(将在稍后说明)而得到的偏置量，再计算出电功 率(瞬时功率)(S6 )。这个偏置量是在放大器9至12中的每个放大 器内输入为零时A/D变换器2输出的电压，而在S6的电功率计算公 式表示为(电压值-偏置量)x (电流值-偏置量)。接着，执行增益调整处理(S7)。具体些说，将在S6中所得到 的电功率计算结果增大与在S2中所确定的级数的放大器的放大因子 一致的预定倍数，从而执行增益调整。随后，执行增益误差校正处理 (S8)。具体些说，执行消除电功率计算结果中由于确定各个放大器 9至12的放大因子的内阻的误差而引起的误差的处理。接着，执行通 过将S6至S8的处理所得到的电功率数据累积(累计)而计算电能量 的处理(S9)。根据电功率累积处理计算得到的电能量，将与使用电 能量成正比的脉冲信号输出给LED 15 (S10)，并且在液晶显示部6 上显示计算出的电能量。接着，执行偏置量伪A/D变换处理(S11)。在这个处理中，将 选择开关8切换连接到端子8c后，舍弃A/D变换器2最初得出的偏 置量数据，以提高各个放大器9至12的偏置量测量精度。接着，执行 偏置量实A/D变换处理(S12 )。在这个处理中，通过切换选择开关7， 按序测量放大器9至12的各级的偏置量，再由A/D变换器2将测得 的偏置量变换成数字数据。对偏置量执行几次测量，再根据测量结果 计算出偏置量的平均值(S13)。根据因此得到的偏置量，执行下次的 电功率计算处理(S6)，如上所述。专利文献1:日本专利公开No. 2004-177228 (段落至 )
技术实现思路
然而，在以上所说明的图1所示的常规电子电度表中，由于放大器9至12连接成多个级的配置，必需通过S2的电流预A/D变换处理 确定放大器的最佳级数，必需通过Sll的偏置量伪A/D变换处理测量 各个级的放大器9至12的偏置量，以及必需针对放大器9至12的各 个级存储通过S12的偏置量实A/D变换处理测得的若干次的偏置量 值。此外，需要通过S7的增益调整处理对各个级的各个放大器9至 12执行增益调整，而且需要通过S8的增益误差校正处理校正各个级 的各个放大器9至12的电阻误差。因此，在以上所说明的图l所示的 常规电子电度表内，需要许多处理，软件规模大，需要大的数据存储 容量，从而需要具有大存储器容量的微型计算机。此外，由于处理量增大，必需通过提高微型计算机l的操作时钟 频率来提高处理速度，从而微型计算机1的电流消耗大。此外，由于放大器9至12连接成多个级的配置，模拟电路部分的规模大，从而增 大基片尺寸，而且模拟电路部分的电流消耗也大。因此，在图l所示 的常规电子电度表内不能使用小型电源。此外，随着电流消耗的增大， 电源输出电压的起伏范围变大，因此，在图1所示的常规电子电度表 内，需要用来稳定电源的输出电压的电路组件，从而使成本增大。此 外，在微型计算机l的操作时钟频率提高时，微型计算机l所产生的 电磁噪声的辐射电场强度的影响变大。因此，在图l所示的常规电子 电度表内，需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子电度表，包括：　检测被测对象的电压的电压传感器；　检测被测对象的电流的电流传感器；　择一地选择和输出所述电压传感器或所述电流传感器的检测输出或该检测输出的基准电位的选择开关；　放大至少所述电流传感器的检测输出 的放大装置；以及　运算处理设备，含有将所述选择开关输出的所述电压传感器和所述电流传感器的检测输出以及所述基准电位从模拟信号变换成数字信号的Ａ／Ｄ变换装置、以及根据经Ａ／Ｄ变换装置变换的数字信号对被测对象的使用电能量进行运算的运算装置， 　所述电子电度表的特征在于：　所述放大装置配置成对输入信号进行差分放大的差分放大装置；　所述Ａ／Ｄ变换装置通过Δ∑调制将输入信号从模拟信号变换成数字信号；以及　所述运算装置通过从经所述Ａ／Ｄ变换装置变换的所述电压传感 器和所述电流传感器的检测输出中的每一个中扣除经所述Ａ／Ｄ变换装置变换的所述基准电位，计算被测对象的使用电能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一宪，吉川法子，
申请(专利权)人：大崎电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]