专利名称：卡标轮式机电一体化电卡电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机电一体化的预付费电卡电能表。
现有的机电一体化预付费电卡电能表都是通过在原感应式电能表的铝盘转轴上加装光电脉冲装置或霍尔器件而成的。每转发出一个或几个脉冲，由单片机应用系统接收脉冲并计数，根据电能表常数来累计用户的用电量。然后扣除钥匙型电卡或名片式电卡传来的用户购电量，实现先买电、后用电、用完断电的目的。
这种设计方法要求单片机应用系统连续运行，从而带来电源功耗大、抗干扰设计要求高、计量精度难以保证、MTBF值偏低等一系列问题。为解决这个问题，通常采用低功耗芯片，加大变压器、稳压电源设计裕度，增加硬件和软件抗干扰等措施。这样不仅成本提高，工艺要求更复杂，而且无法从根本上解决计量精度与MTBF值偏低的问题，难以大面积推广应用。
本实用新型的目的是提供一种感应式电能表的最终输出—计度盘(俗称“字车”)上的“卡标轮”装置。它能避免单片机应用系统的连续运行(每月只需通电工作1～2分钟)，而且工作任务变得十分简单，只要重复读数—确认—解密—输出执行脉冲，采用多次读数、重复确认的办法，可避开在单片机应用系统工作的1～2分钟内电网的突发性干扰。从而从根本上解决电源功耗大、抗干扰设计要求高、计量精度难以保证、MTBF值偏低等一系列问题。
本实用新型的目的是这样实现的在原感应式电能表的最终输出—计度器的最高一位有一个带活动接点的“卡标轮”。活动接点的静触头安装在卡标轮上，卡标轮由步进电机驱动。活动接点的动触头安装在，该动触头的位置将随用户用电量的增加而由计度器逐级驱动。步进电机与中央处理器连接，由中央处理器控制。直流电源的输出端和电卡插座的输出端分别连到中央处理器，直流电源的输入端连到电卡插座的联动接点，该电卡插座的联动接点与交流电源连接。活动接点的静触头连接到一个继电器。另外，一个常闭触点连接到电源线，并由继电器控制。计度器的最高一位可以是百位。用户从供电局购得电卡后，将电卡插入本实用新型预付费电卡电能表的电卡插座，同时带动电卡插座的联动接点闭合，给整个单片机应用系统上电，中央处理器从电卡读入购电量，经多次重复读入、比较确认、数据解密、给步进电机发出相应的脉冲，驱动卡标轮，使活动触点处于与购电量相对应的位置。拔卡后，电卡插座的联动接点断开，使整个单片机应用系统断电。这时用户可象未装预付费电卡电能表一样，正常用电。直到用户用电量与用户购电量相等，电度表转盘驱动计度器、带动卡标轮动触头，使卡标轮接点闭合，输出继电器接点断开，切断用户电源。实现“先买后用、用完断电”的目的。
本实用新型的主要优点在于整个预付费电卡电能表的用电量累计、扣减、用完断电都是由得到计量认可、工作可靠性很高的原感应式电能表自身来完成，计量的准确性和工作的可靠性是勿庸置疑的。整个单片机应用系统只在插卡的1～2分钟内通电，1～2个月才插卡一次，平均功率约为0.1mw量级，年用电量不过10-3KWH。电源功耗基本可以忽略。单片机应用系统绝大多数时间处于断电状态，不存在抗干扰问题。而在插卡通电时间内，由于工作任务简单，可以以降低系统工作速度来换取高抗干扰性能。从电卡中多次重复读数，经比较，30次读数完全一致，才被确认为无干扰读入。这样就避开了电网常见的突发性干扰。
以下结合附图进一步说明本实用新型卡标轮式机电一体化电卡电能表。
图1是本实用新型卡标轮式机电一体化电卡电能表单片机应用系统的原理图；图2是本实用新型电卡电能表机械传动部分的主视图；图3是本实用新型电卡电能表机械传动部分的俯视图；参看图1和2，图2中，在原感应式电能表的最终输出—计度器的最高一位装有一个带活动接点的卡标轮23。活动接点的静触头17安装在卡标轮23，卡标轮23连到步进电机15，由该步进电机15驱动。动触头18安装在计度器的最高一位，例如百位，其位置将随用户用电量的增加而由计度器逐级驱动。图1中，步进电机15与中央处理器11连接。直流电源12的输出端和电卡插座13的输出端分别连到中央处理器11，直流电源12的输入端连到电卡插座的联动接点14，该电卡插座的联动接点14与交流电源连接。活动接点的静触头17连接到一个继电器16。另外，一个常闭触点19连接到电源线，并由继电器16控制。用户从供电局购得电卡后，可将电卡插入附图1的插座13中，插座联动接点14同时闭合，给单片机应用系统上电。中央处理器11从电卡中读取用户购电量，并根据购电量向单片机应用系统的执行机构一步进电机15发出相应的脉冲，通过图2中的传动机构22带动卡标轮23及其接点的静触头17作左视顺时针转动，直到与用户购电量相对应的位置，使静触头17远离动触头18。中央处理器11对电卡清卡后，给出拔卡信号，用户拔卡，卡座联动接点14断开，整个单片机应用系统恢复断电状态。
用户用电时，感应电能表铝盘转轴上的涡轮涡杆24通过传动机构25，带动计度器，逐级传动到计度器的百位轮26，使其按左视顺时针转动。而安装在计度器百位轮26上的活动接点的动触头18也随之向静触头17靠近。当用户累计用电量与累计购电量相等，卡标轮接点静触头17、动触头18闭合，启动附图1的输出继电器16，使其常闭接点19断开，停止向用户供电。从而完成了先买电，后用电，用完断电的过程。
由于字车的逐级传动是十进制离散传动，可以避免齿轮间隙带来的计量误差。
权利要求1.一种卡标轮式机电一体化电卡电能表，包括计度器，卡标轮，和单片机应用系统，其特征在于在电能表的最终输出—计度器的最高一位有一个带活动接点的卡标轮(23)，活动接点的静触头(17)安装在卡标轮(23)上，卡标轮(23)连到步进电机(15)，由该步进电机(15)驱动，活动接点的动触头(18)安装在计度器的最高一位，步进电机(15)与中央处理器(11)连接。直流电源(12)的输出端和电卡插座(13)的输出端分别连到中央处理器(11)，直流电源(12)的输入端连到电卡插座的联动接点(14)，该电卡插座的联动接点(14)与交流电源连接。活动接点的静触头(17)连接到继电器(16)，常闭接点(19)连接到电源线。
2.根据权利要求1所述的卡标轮式机电一体化电卡电能表，其特征在于计度轮的最高位是百位轮(26)。
专利摘要一种卡标轮式机电一体化电卡电能表，在电能表的最终输出一计度器的最高一位有一个带活动接点的卡标轮，活动接点的静触头安装在卡标轮上，卡标轮连到步进电机，活动接点的动触头安装在计度器的最高一位，步进电机与中央处理器连接，直流电源和电卡插座分别连到中央处理器，直流电源的输入端连到电卡插座的联动接点，该电卡插座的联动接点与交流电源连接，活动接点的静触头连接到继电器，常闭接点连接到电源线。
文档编号G01R11/02GK2250525SQ96218839
公开日1997年3月26日 申请日期1996年8月8日 优先权日1996年8月8日
发明者窦学海 申请人:窦学海