模块化测量表结构和制作方法

专利名称：模块化测量表结构和制作方法
优先权要求1998年12月1日申请的、具有与本申请相同d名称和发明人、且美国申请序号为60/110,457的美国临时申请是本申请的优先权申请。
背景技术：
本发明一般涉及模块测量表和相关部件的改进结构及相应的制作方法，尤其涉及在基于某些普通、基本性能的各实施例上能增加选择和替换性能的电表的整体产品。本发明涉及这一领域的设备和制作工艺，某些实例中包括计算机软件的使用，其中包括为产生有用、具体和明确的结果、即基本功能以及选择的高级测量功能进行的算法处理。
测量学(测量科学)的一般目的是监测一个或多个选择的物理现象、并记录监测结果。测量学的这一基本目的可应用在许多领域的各种测量装置中。一个宽的测量领域例如可与公用事业测量有关。这一任务可包括对各种形式的能量或商品、例如电能、水、气和油的消耗的监测。
更具体地涉及电表，一种以往用于输出累积电消耗数据的机械式寄存器(register)。这是一种较可靠的室外装置，它主要用于简单地监测积累的千瓦时消耗的基本或较低级的任务。
以前的机械式的寄存器受其输出模式的限制，只能具有最基本或较低级的测量功能。其后，出现的较高级的电子式测量装置能够进行包括不同形式和数据模式的较高级的监测。
特别是在电表领域中，出于各种管理和记帐的目的，希望能获得可经多种电表得到的基本千瓦时消耗读数之外的使用数据。例如，附加的所需数据可包括电消耗率或消耗日期和时间。设置在印刷电路板上的固态装置、例如采用可编程的集成电路部件可提供有效的工具，以便在电表中实现许多所需的高级监测功能。
除了引入先进的电子式测量外，还引入了先进的各种电子寄存器。另外，还引入了其它形式的数据输出(其有益于特定应用)，包括有线传输、经射频传输的数据输出、数据脉冲输出、和经调制解调器或蜂窝连接(cellularlinkup)的电话线输出。
这些选择和替换的出现要求电力公司(utility comanies)(制造者的用户)选择所要应用的技术。这种选择基于理论(即，用户的偏爱)和实际(例如，室外技术人员使用特定装置进行的训练和类似工作)两方面而确定。
在这一测量领域技术进步的另一方面是建立了种种改进的结构。例如，已尝试提出一具有可选择更先进结构、而不必完全改变或替换本领域的基本仪表的基本测量装置。再如，已尝试提出一有助于无线遥测连接的具有电子数据输出的基本机械测量装置。
关于电表工业的另一方面是电力公司有时需要大量的、成千上万个单独的电表装置。在技术进行例如翻新结构的不断地改变、或改变基本部件而使各个部件不能与本领域中已经使用的其它结构互换时会引起严重的工业问题。于是，某些公司事先对于潜在的技术改进独立地进行决策、以避免上述的问题和潜在的不良后果。换言之，使新装置与本领域中的已有装置(通常包括较沉旧的技术)兼容而使对数以百计的本领域人员的训练和操作需求降至最低程度，并帮助避免技术上的室外比较问题。
从工业制造的角度来看，尽管较新的技术已经被清楚的证明，但仅由于总系统大规模惯性可能受到影响、故应用较新的技术也可能很困难。
尽管在测量领域中已有各种方案和替换结构，但还没有出现一个基于模块电表结构和相应制作方法的汇集客户选择的方案。
US5,495,238公开了一种电表，该电表使用穿过外壳的光管，于是光源可从电表外壳外部进入电表、并与转动盘相互作用，从而由一对也设置在外壳之外的光检测器通过拾取返回光而得到信息。US5,495,238还公开了作为监测千瓦时消耗的机械的一部分的转动盘技术的实例。
多功能电度表的许多实例由US4,881,070、US4,465,970和UA5,014,23公开。US4,881,070公开了一种设置在电表内的装置，该装置阅读刻度盘、产生输出信号、并将读数和其它信息传送到远距离位置。US4,803,484的公开内容也与这一主题相关。
有关远距离电表阅读以及将其它信息从诸如在电功率分配网上的电表传送到主位置的内容公开在US4,904,995中。US4,491,789公开的部件连接电表外壳内的脉冲激励器，该激励器响应表盘的转动。US3,268,884公开了一个将电表数据传送到远距离位置、并使用轴角编码器结构的设备。
US4,415,853；US4,922,187和US4,646,003中公开了不在电表中设置附加装置而增加电表功能的实例。US4,922,187中公开的结构可在不打开电表密封的情况下将脉冲激励器安装到电表上。US3,943,498中包括另一个脉冲激励器形式。US4,121,147公开了一种形式的适配器，其可用作外壳、用于容纳与执行有关操作功能的结果脉冲数据所需的任何其它附加电路在一起的脉冲检测电位计，以便得到所需的特性。
US5,364,290示出了多种电表结构，其中包括使用特制的模制基底结构，一对电流扁平接片穿过基底而突出并固定在该基底上。
US4,783,623是又一个电表制作方法的实例。US5,089,771是具有转动盘和多个拨号寄存器机构的电度表的实例。
US5,694,103公开了叠置的“图8”功率表芯的实例。US4,742,296表示三个支腿或“图8”铁磁表芯的另一个实例。本领域中的其它背景技术可参考US4,491,790；US5,027,059和US5,523,677。
US4,509,128描述了固态电功率负荷寄存器装置及制作方法的实例。US5,469,049也公开了包括自诊断电表装置的固态制作技术的实例。有关这一主题的背景文件包括US3,964,020；US4,056,775；US4,697,182；US4,734,639；US4,771,185；US4,884,021；US4,977,515；US4,979,122和US5,059,896。
US4,783,623公开了转动盘电表和用于记录能量使用的相应装置的实例。
在电表领域中的其它背景文件包括US5,170,051；US5,214,587；US5,442,281；US5,519,387；US5,590,179和US5,789,672。
上述的美国专利均引作本申请的参考文件。
发明的概述本发明认识并考虑了上述各种缺陷和其它相关的测量装置及制作方法。所以从广义上说，本发明的主要目的是改善测量表结构及相应的制作方法。具体地说，本发明主要涉及改进电表结构和相应制作方法。
本发明的另一个目的是提供一种至少部分模块化的测量表结构。在这一范围内，更具体的目的是提供这种改进的结构和相应的制作方法，它允许使用带机械显示结构或是带电子显示结构(可替换)的基本结构，具体为何随用户的偏爱和/或需求决定。更进一步，目的是允许使用本发明的具有模块测量表结构使用各种机械的显示器和电子的显示器结构。
本发明的又一个目的是提供改进的测量表结构和相应制作方法，其中，允许使用分立的印刷电路板，一个电路板用于标准或基本特性，另一个电路板用于用户化或个性化的、更先进的功能。根据本发明的这个方面，更具体地目的是可使据本发明的测量表的高级功能用户化(或个性化或是定做的)。这一优点将在成本效率和及时性两方面改进已制成装置向电力公司用户的供货。
在提供分立印刷电路板(在所给出的实施例中有两个或多个这种电路板)的情况下，其目的是为所有的这些电路板设置统一电源。在这种情况下，更具体地目的是通过采用固定连接件而使这种电路板之间相互连接，以改善物理稳定性和电连接性。
本发明的再一个目的是提供多种实施例的测量表结构，其中，采用具有初始主电路开口的共同基板、以便进行校准，该开口可由不可除去的插头或夹具接通(complete)。在这种情况下，更具体地目的是提供可供选择的这类夹具，以使给出的电表实施例能抗干扰，或可设置曝露的端子、以便在制造完成后允许用户准确地检测和/或“内部”检测。
本发明的又一个目的是提供改进的测量装置，该测量装置采用在印刷电路板单侧上设置100％的表面安装结构的印刷电路板工艺，于是不存在需穿过电路板上孔的带有导线的部件。这种结构可促进简单性、并改进成本效率。
在改进的模块测量表结构和相应制作方法中，另一个目的是改善设计的稳定性，其中包括各部件的机械强度和各导电部件之间电连接的质量。更具体的目的是提供改进的模块设计，该设计能既有利于质量检测操作的内部部件的对准，而不需要诸如楔入(wedging)或罐封(potting)的陈旧工艺。
本发明的又一个目的是改善穿过测量表外壳的通信，即、设置与内部光源协作的光管、以检测校准和正确操作。
本发明的又一个目的是改善数据传输性能，例如通过避免在面板或罩元件中采用金属，以使测量表数据不需要分立的天线而直接从印刷电路板发射。
另外的目的是，采用与面板整体连接或操作性连接的改进的显示控制键和相应驱动器。
本发明的又一个目的是提供使用安装立柱和卡装配技术来设置和固定部件的模块测量表结构，其中，不需要任何螺钉或类似的单独紧固件或固定元件。
本发明的又一个目的是提供改进的模块测量表结构和相应的制作方法，其中，可选择使用不同的数据输出形式，这些输出形式包括有线传输、射频传输、脉冲输出(诸如用光学应用方法和其它方式进行)、和经调制解调器或无线电的电话线传输。
在上述所有替换结构中，本发明的目的是提供一种改进的模块测量表结构及其制作方法，其有助于高效地生产按用户设计的测量表、特别是电表，具有产品整体系统的固有优点、而没有改变工艺所带来的缺陷。
通过本文的具体说明，本发明的目的和优点对于本领域的普通技术人员将变得更加清楚。本领域的普通技术人员还可以理解，在不脱离本发明的构思和范围的情况下，根据本发明说明书和附图所述的改进和变化、以及涉及和讨论的结构和步骤可用于本发明的各种实施例。这种改进可包括、但不限于相同装置和结构及材料的替换，或所示的、相关的或讨论的方法步骤的替换，以及各部件、结构、步骤的功能、操作、或定位的变更。
应当理解，本发明的不同实施例和不同的优选实施例可以包括所公开结构、步骤、或元件、或它们的等同物的各种组合或结构(所包括的性能或结构或步骤的组合可能没有明确地在附图中表示和在说明书中具体描述)。本发明的一个实施例是涉及连接有机械显示器或电子显示器的改进的模块测量表结构。这种电子显示器可由内部固定显示器座安装。这个实施例还可设置分立测量板和高级功能板。这种测量板可以是用于千瓦时数据的标准或基本装置，而高级功能板允许用户化(个性化)设计，用户化设计包括根据给定用户设计标准的所需的电表特征。例如，用于千瓦时检测的标准装置可包括具有三个输入(电流、电压和脉冲)和单脉冲链输出的变换器(transducer)。
本发明另一实施例包括具有分立功能板的模块测量表结构，其中，各个板由统一的或单个的共用电源(common power supply)驱动。
根据本发明改进的测量表结构及相应制作方法另一个结构采用锥形安装立柱和各种卡装配结构，以便不使用螺钉或其它单个紧固元件而提供稳定的测量表结构。
具有上述各种特征组合的又一个实施例还包括使测量表外壳内的光源传输到表外壳外部的光管，以便检验校准和/或正确的操作。在这类实施例和其它实施例中，还提供下述特征，即涉及可备选的显示器控制键和/或光通信口的不同组合形式，以控制表内部的功能结构。
具有上述各种结构的本发明的又一个实施例还可装配用于输出测量表得到的基本和/或高级功能数据的替换输出形式。这种实施例包括如硬件输出、射频传送输出、脉冲输出(诸如光学连接或其它连接)、和经调制解调器或无线电的电话线输出结构。
在概述中不需说明的本发明的其它实施例可包括以上概述中各方面的特征和/或本说明书其它部分所述的特征的混合和组合。
本发明同样涉及产生和制作上述测量表实施例的方法。
本领域的普通技术人员通过阅读说明书的其余部分将能更清楚地理解包括制作方法和其它方面的上述实施例。
附图的简要说明下面通过在说明书中结合附图的描述、向本领域的普通技术人员充分说明具有最佳模式的本发明，在附图中

图1是在使用期间配置的本发明典型实施例前部和部分侧部的透视图，其中包括位于外罩内的封闭内腔；图2是与图1相似的本发明典型实施例前部和部分侧部的局部透视图，其中不包括外罩和应用结构；图3是图2的典型实施例后部和部分侧部的局部透视图，表示另一种模块插头结构的分解视图；图4是图3所示典型实施例的分解视图，某些结构沿假想线局部剖开、以更好地显示其中的结构；图5是略带顶部透视的前视图，其中除去了本发明上述实施例中数个模块部分，以便只示出基板、某些电路、以及与它们直接相关的支承结构；图6是沿图5中线6-6截取的图5实施例的侧面剖视图，其中，点划线表示包括内组装框架(chassis)和内罩的附加结构的相对位置；图7是图6所示结构的侧面剖视图，其中，示出一些附加元件以构成本发明的第一典型实施例，该第一典型实施例具有较低和较高的电路板和电子显示器，并从整体上详细示出了某测量线圈组件；图8是如图7的侧面剖视图，其中示出与图7相同的结构、并示出了不带有图7所示某些附加结构的本发明的第二典型实施例，该第二典型实施例使用包含记数器机构的机械寄存器装置的特定形式；图9是如图7和8的侧面剖视图，其中示出了本发明的第三典型实施例，该第三典型实施例利用包含钟式机构用的机械齿轮和刻度盘的另一种形式的机械寄存器；图10是本发明基板结构和相应简化的布线结构的概略示意图，图中包括各种概略图示的标记；图11是本发明各种典型电源结构以及其与本发明的典型的固定连接件关系的功能示意图，图中包括标记的概略图示。
说明书和附图中重复使用的相同的标记表示本发明中相同或类似的结构、元件或步骤。
优选实施例的详细说明本领域的普通技术人员显然可以对本文所讨论的特定实例和实施例以及相应的制作方法做出各种变化和改进。所以，对这种特定实例的描述仅仅是举例性质的，因此上述各种变化是属于本发明的精神和范围内的。
另外，通过本文的典型实施例可知，某些附图可以表示出多个方面而一个实施例的结构特征可(例如)被包括在另一个实施例中。因此，需要一个或多个附图以表达本发明给定实施例中所包括的全部特征。
图1-3表示本发明典型实施例的一般性外部特征。在这方面，图1提供本发明整个装置的前部和部分侧部的透视图，其中具有外罩10，并处于在使用时的典型结构-例如住宅电表机座上的。图2和3分别提供本发明前、后透视图，但带有部分侧部，其中外罩10被拆下，并且与周围使用环境隔开。
具体地(和共同地)参看图1-3，其中示出本发明的典型测量表结构12。装置12优选包括基板或模制底座14，基板14接收内罩16。图1中的点划线示出内罩16的结构，表示它们放置在外罩10内。
图1表示典型的安装，其中，本发明的实施例被放置在外罩10内、并安装在到测量表接收连接箱18。本领域的普通技术人员可知，箱18通常安装在壁20或类似平面上。设置在箱18内外的电线通常由保护管或封闭壳22和24覆盖。
更具体地，外罩10可设有平切的截头圆锥部分26、并整体地包含或设有较大的基底28，基底28被基板14的周围伸出部分接受。外罩10可固定到测量表装置12，外罩10和装置12被箱18锁定，其固定方式是本领域技术人员所公知的任何方式。
本领域普通技术人员可知，外罩10通常是透明的。外罩10可由玻璃或各种常规塑料材料制作。这种外罩10给最终用户(即，电力公司的用户)和电力公司的室外人员提供充分的安全性。同时，这种外罩10的透明结构和下面讨论的某些其它特定结构容许与被覆盖的装置12在功能上持续地相互影响。
除去外罩10后，可清楚地观看装置12和内罩16的其它结构。具体地，盖16限定了多个具有不同的用途、功能和与外罩10关系的开口。
内罩16限定的主开口30直接对着内罩16的前面，开口30主要用于观看寄存器输出32。如图1所示，由于设置了开口30，所以可通过透明的外罩10观察寄存器输出32。
根据本发明的其它方面，这种开口30可优选为半圆形。这种设置不但能适应所示的电子寄存器输出32、而且能适应下面更详细说明的其它形式的机械寄存器装置。
位于内罩16上侧的开口34、36用于其它功能。
在外罩10拆下后，开口34允许室外操作员插入所谓“置零”探针装置。如本领域普通技术人员所知，这种装置将整个电表复位到零、并且只有要将整个电表复位到初始状态、即“绝对零值”时，才由室外人员主动地操作实现。这种装置的其它细节和它们的功能对本领域的普通技术人员来说是熟知的，所以不对这些细节作进一步的讨论，且这些公知细节不构成本发明的特定方面。
如下文的更具体的说明，根据本发明限定的穿过内罩16的开口36允许光管的输出。例如，这种光管输出可以包括总是正常产生的红外输出，以便向测量表的用户(即，电力公司人员)显示电表正在正常工作。光管也允许一输出，通过该输出用户可核对电表校准，这将在下面具体说明。
在内罩16的前面部分可优选地设置一些附加开口。具体地，可设置用于一对光传输端口40、42的开口38。如本领域的普通技术人员所知，不需要额外的说明，这种光端口允许使用一些特定装置来与内罩16中的电路连通。一个扩展的凸起44可形成在透明外罩10中，以使该光传输端口既使在如图1所示的使用环境的结构中、也能充分地操作和起作用。借助一对端口40和42，则可同时进行输入和输出操作。这种操作可包括用测量表装置12检测的数据的各种形式输出、和进入电表电路的控制输入。
另一个开口46可设置在内罩16的前表面、用于接收驱动元件或开关48。这种驱动器48可结合内电路板功能、用于构成工业上所说的“请求复位”。这种选择的功能也可称作“按月复位”，借助这个功能，室外技术人员可使特定的测量特征(例如那些伴随一可选择电路板上的某些较高级别功能的测量特征)复位。例如，峰值使用读数(基于使用率，而不是累积使用)可保存在数据寄存器中、而后清除或“复位”以开始后续的测量时间周期。图1表示一个枢转驱动元件50，如本领域普通技术人员知道的那样，可以给驱动元件50提供受控操纵(controled access)、以便穿过外罩10对开关48进行驱动。
最后，可穿过较大的开口30设置另一个选择的开关或驱动器52，用以启动与典型装置12内的高级功能板的操作处理相关的测试程序。如图1和2所示，这种“测试”键52只有在除去外罩10时由室外人员接触。
考虑上述的各种功能，虽然不需要室外维修，但本发明的装置通常可进行室外测试(基于特定实施例进行不同程度的测试)。在装置12已被安装或与箱18相连接来接收配电而被拆开时时，这种结构具有对操作和活动的充分地说明，可保护室外人员不受到因暴露于强电流和/或高电压下而产生的潜在危险的伤害。
图1、2和3所示实施例装置的另一方面是外罩10的前部53从基板14伸出多远。结果是较大的区域56构成外罩10的下侧部分。如图1所示，室外技术人员可以借助如机械杠杆的外罩10的外形、沿箭头58向上推压，以便从位于箱18中的接收座(未示出)上移出装置12。如本领域的技术人员所知，基板14后侧上的相应扁平接片或插入元件60、62、和66插入在箱18的相应插座中。这种扁平接片60、62、64、和66提供装置12相对箱18的机械支承、并提供流经(即，既指流入又指流出)装置12的电力流动的电连接。
通常，室外技术人员可先将扁平接片(spaces)60和62以一角度插入它们位于箱18内的相应接收件，之后，将装置12向下枢转入箱18的平面位置，于是扁平接片64、66坐入它们的相应开口。技术人员以与常规插入相反的方式沿箭头58在区域56上施加压力、而拆卸装置12。外罩10相对于基板14的太小的深度将相应地减小枢转运动所导致的机械杠杆作用，并由于扁平接片60、62、64、和66的相对较紧安装而使拆卸装置12较困难。
内罩16应由各种非导电高冲击塑性材料制成。一般，基板14比内罩16厚，以增加装置12的强度和稳定性。
如图2和3所示，基板14可包括各种方向的凹口或槽68、70、和72(图2中看不到元件72)，以使装置12与外罩10理想地对准。基板14还可设置脚或凸起74、76、78、和80，用以使装置12以其基底的底部安放、而不需要接触或支承在扁平接片60、62、64、和66上。
基板14的另一个特征是可包括一个枢转吊挂件82。这个枢转件可相对枢轴84枢转、而使开孔86可选择地超出凹口68的边缘。在这种结构中，室外技术人员可暂时支承基板14和固定在其上的任何部件，以便用两手自由地操作。类似地，在制作或装配本发明实施例过程中的各个时刻均可使用这种暂时悬挂。
以下进行更详细地说明，基板14的上侧88可支承各种根据本发明主题的导线结构，以相对于装置12的其余电子部件引导电流流入或流出扁平接片60、62、64、和66。对这个特殊结构的进一步描述见下面的附图(例如，见图5)和相应的说明。
为此，图3示出了可穿过基板14底部92进入装置12内部的开口90。在本发明实施例的初始制作和/或装配期间，开口90始终打开，以便用在给定装置12内侧定位的部件获得相互电连接。通过这种电连接，装置12的计量学特性可被校定(即，对在给定环境中使用时的适当精度进行预置)，但该具体细节并不构成本发明的特定方面。
一旦通过开口90完成校定，则用不可拆下的塞子封闭该开口。具体地，塞子94或如塞子96形式的塞子可替换地插入开口90。两个塞子94和96在基板14上侧88所支承的原本断开的电路上产生连接。所以，通过塞子94和96可以使用装置12。不插入一个这样的塞子，则没有电力能够经扁平接片60、62、64、和66而被适当地引导到装置12内的部件。
塞子94和96分别提供不同的功能。当两个塞子都不易拆卸时，塞子94提供一上盖98，上盖98与本应由塞子94的导电(和相互连接)夹钳连接的电路完全绝缘。因此，塞子94的插入形成明显的填塞保护结构。换言之，为了经基板14达到电气部件或获得装置12功能，必需除去塞子94。由于该装配的状态，这种除去的现象是很明显的，所以设置明显的填塞连接。
另一方面，替换塞子96具有一对横向侧边绝缘件104和106，绝缘件104和106横向围绕导电螺钉108和110。通过将塞子96插入开口90、和塞子96的夹钳112和114的作用，既使当塞子96连接用于操作的内部电路和布线时，对用户(电力公司)仍然可提供就象开口90仍被打开时的内部接触。
使用这种结构、模块和替换塞子，制造者可获得为制造和初始校准而设的理想接触通道，此后又可根据用户需要提供明显填塞保护的实施例或者易内部检测的实施例，而这只需要对给定设计加以很小改变。
在图4-9中，示出了典型装置12内部部件的各种附加特征和本发明的其它方面。
具体地，图4是图3中第一实施例的分解透视图，为清楚起见，图中局部地剖去某些结构以及内罩16。图5是本发明主基板14和其上的各电力布线结构以及有基本限定的各支承结构元件的略带顶部透视的前视图。
图6-9均是剖视图。
图6是沿图5中剖面线6-6所作的剖视图。图6中，实线表示图5中的元件，点划线表示内罩16的和内装配框架在使用时所处的位置。
图7、8、和9分别表示具有电子寄存器部件的第一实施例、具有记转器寄存器机械部件的第二实施例、和具有时钟寄存器机械部件的第三实施例。图7-9表示与图6类似的剖视图。在图7-9中示出的线圈部件结构是完整的，而非剖视，以充分详细地示出细节。图6中假想线所示的结构在图7-9中继续由假想线示出，图7-9中实线表示可用于本发明的实施例的可替换的寄存器部件。
为简明起见，在全部附图中重复使用参考标号以表示相同或相似结构、元件、或前面已讨论的类似编号的步骤，以除去多余的说明。所以，既使在这些图中不作明确说明，在其它部分出现的对参考标号的说明也可用于这些图中。
图4的分解视图对于本领域的普通技术人员来说很容易理解，其中，用于构成本发明模块测量表及相应方法的各个部件的相应对准被充分地示出。
具体参看图4和5，设置的各个开口116、118、120、和122分别用于扁平接片60、62、64、和66。这些扁平接片安装到电表线圈元件124和126的相应端、而形成线圈部件。叠置的三个支腿(leg)或“图8”式的芯128及其相关的罩130与这些线圈元件插接在一起。这种结构的细节和操作在本申请引用的专利参考文件中公开(见上述的参考文件)。例如，参见US5,694,103和4,742,296。通过这些引用专利和其中的内容，本领域普通技术人员可知，叠置芯(laminated core)128的外周与芯罩或支承130的内开口可以不相同。于是，结构128与130之间存在轻微的间隙，该间隙在图7、8、和9的简化图示中看不到。
如图所示，芯罩(或支承)130包括带有开口132和134的法兰，该开口与直立柱136和138对准、并安装到直立柱136、138上(见图5)，以便接收和定位这些元件。如本领域普通技术人员所知，借助开口116、118、120和122的预定位置、以及线圈元件124和126的端部相对接点扁平接片60、62、64和66的固定位置，具有立柱136和138的罩130的定位确保用于电表操作的芯128和线圈124和126的恰当对准。
这些立柱一般为开槽的锥形安装柱(splined tapered mounting posts)，即优选为用超声波焊接到它们所支承的部件上的立柱，用于保持元件相互间的稳定。其它的固定形式、例如胶粘或其它无害的焊接和/或连接形式也可使用。
用本发明的工艺进行适当校准的装置12的另一个部件是第一或基本的集成电路板140。如上所述，本领域的普通技术人员知道，所有部件应位于电路板140的一侧上、并具有基本的千瓦时计量功能。也见于上述美国专利的背景信息。
根据本发明，第一或基本的测量电路板140设有一对开口142和144、以对应并以叠置的形式设置在立柱136和138上。这种结构使芯128的中心支腿与被支承在印刷电路板140上的适当的电器装置之间的间隙完全对准。如图所示，设置凹口146和148，以在装配装置12时使这些凹口围绕芯128的横向支腿。根据本发明可知，出于所需的检测目的，板140可设置诸如霍尔元件装置(Hall cell device)(未示出)的电器装置，该电器装置因本发明的预定定位而可相对芯128的磁通通道而正确定位。
电路板140上还可设置用于接收另一个支承立柱152的开口150(见图5)。用于板140的三个孔(孔142、144、和150)给标准的或基本的测量电路板提供极稳定的三点支承基准。
如图5所示，弹性连接件设置在基板14的顶侧表面88上。具体地，在正确定位(组装之后)以与板140电连接，设置三个悬臂式弹簧连接元件154、156和158，以与电路板140下侧160上的选择点相互作用。在这种方式下，根据图5所示的每条布线，连接从扁平接片60、62、64和66经弹性连接件154、156和158到达电路板140。下文将结合图10和11进一步说明这种连接。
图4还示出了第二或可选择的高级功能电路板162的使用。如上所述，各种不同的功能可包括在这种板内(对本领域普通技术人员是熟知的)以提供“个性化”或用户化的整体装置12、从而满足个别用户的需要。在某些实施例中，第二或高级功能电路板162所需的所有电力和信号传送可通过固定的连接件164提供。这种固定连接件将板的边缘相互连接。于是，附加支承设置在第二板162的一个侧面上。
图4以实线在用于接收第一电路板140的区域168的正常分解视图位置表示固定连接件164。图4还表示了这种固定连接件的点划线位置164′，以示出其与边缘166的位置关系和支承。
如所示的第一电路板140的区域168，固定连接件164将各电力和信息通道连通到第二电路板162(所有的通道相互充分隔离)。如在下文中结合图11所具体说明的，在本优选实施例中设置七个通道。
根据本发明可设置作为内部件框架170的另一个元件。基于特定实施例所需的计量器和使用年限，装置12内的这种框架170和所有其它非导电元件(除了电路板或其它电气部件)主要由各种塑性材料制成。
框架170包括多个设置在底侧172上的插座、用于对应地接收基板14上侧88的准直支承立柱。如图4和5所示，所设的较大插座174和176用于分别接收较大的支承立柱136和138。所设的多个较小的成对插座178分别与也设置在基板14上侧88上的多个支承立柱180相接。另一较小的立柱182被准直、以接收直立立柱152(结合上述第一电路板140更详细地讨论)。
如图所示，框架170的组装结构“覆盖”基板14的各个立柱，不论使用与否。因此不使用任何螺钉或其它单个紧固件即可提供紧固、牢靠、和稳定的结构。
如图4和5所示，“卡装配(snap fit)”工艺结构集成在本发明模块测量表结构的各实施例中。例如，电路板162可设置附加开口184和186(见图4)，开口184、186对应地接收显示保持元件192的伸出钩188和190。显示保持器192的附加钩194和196与板162的上边缘198相配合。借助四个钩188、190、194和196的结构，显示保持器192可被整体地固定到第二电路板162、而不需要任何相应的单个连接元件或紧固件。
板162的横向边缘200和202可由框架170的相应钩204和止挡元件206保持。本领域的普通技术人员可知，相对于板162的横向边缘202，框架170的对应钩204和止挡元件206在图4中是不可见的。因此，在用固定连接件164至少部分地固定所述板162的电连接时，板162的位置由“卡装配”结构进行固定(结合图11进行更详细的讨论)。
可知，附加钩、止挡、和其它元件(诸如框架170的钩208和止挡210)可参与代替第二板162和/或显示保持器192的替代寄存器或装置的紧固。事实上可知，在本发明的一个或多个替代结构中、框架170的每个开口和表面起都到了支承和/或导向作用。
框架170的另一个支承结构是伸出部212，伸出部212使在第一电路板140上的相应光发射装置(未示出)与内罩开口36之间伸展的光管214正确定位(见图1、2、和4)。该光管的特定功能将在下面具体说明。
其它附加钩或凸起216设置在框架170的四个外转角上、用以通过与罩16相应开口218的相互作用固定内罩16。如本领域普通技术人员所知，一旦内罩16被固定，框架170的插座174、176、178和182与基板14的相应直立立柱136、138、152和180的超声波焊接使装置12的所有内部结构全部固定。
图5示出本发明支承在基板14上的电源结构的某些特征。具体地，如在下面结合图10和11中所讨论的，变阻器220可被接收在基板14的上侧88、并经相应的导线224和226及其它电源网电路而连接。
也如在图10和11中所讨论的，电容器226可被接收在基板14的上侧88、并由相应的导线228和230连接到其余的电源电路。
如图5所示，基本14的上侧88可设置各种凸起(未用标号标出)，以固定各元件、变阻器220和电容器226的位置。
图6-9表示前面所讨论的本发明不同实施例中各主体结构的剖视图。其中，重复使用的附图标记表示相同的结构。
具体地，图6中的实线图是沿图5中的剖面线所作的侧面剖视图。点划线或假想线所示的附加结构涉及内罩16和内部件框架170的各结构。图6的一部分示出了例如区域232的可利用的附加空间，该空间内可以接收诸如用于经电话线的数据传输的调制解调器(未示出)的附加选择结构。
图7提供与图6相似的视图，该图示出各线圈部件和本发明上述第一实施例的具体结构，其中包括两个集成电路板和用于输出数据的相应固体电路和电子寄存器。
具体说，图7-9中所示为整体视图，图中示出的芯元件124和126、叠置芯128和芯罩(或支承)130(非剖视)挡住了对悬臂连接件154和156的观察。
图7中所示的附加元件与图6相关，因而更详细地示出了下面将说明的本发明装置12的第一实施例。在与用户化结构或第二电路板162一起使用时，首先示出基本功能或第一电路板140。
如图7所示，电路板162由框架170的钩204协同止挡元件206保持。用相应的凸起或钩190和196将显示器保持件192固定到第二电路板162。寄存器输出32由显示器保持件192保持。最后，如上所述，第一实施例包括将电力和数据从第一电路板140传输到第二电路板162的固定连接件164的图示。
图7还包括当从右侧观看装置12时位于前面的扁平接片60和64，该图示出了该结构和芯及线圈结构的完整视图，而非剖视图。
图8和9分别是机械寄存器部件。具体地，图8表示本发明第二实施例装置234，而图9表示本发明第三实施例持装置236。第二和第三实施例的装置可分别包括记转器寄存器机械部件和时钟寄存器机械部件。这些部件具体结构记载在本文引作参考的上述专利文件中，并且这些不构成超出本发明公开范围以外的特定结构。
再具体地参看图8和9的相应的替换实施例，这两个实施例包括充分示出的扁平接片60和64、线圈元件124和126、叠置的芯128和芯罩130，但看不到悬臂连接件154和156。由于图8和9的两个典型的实施例234和236分别包括不同机械部件，所以不再示出(如图7中所示的)第二板162、显示器保持件192或其相关的钩190和196、电子寄存器输出32、或固定连接件164。
更详细地，图8中第二实施例装置234可包括机械转轮部件，设有数字的转轮安装到支承框架170的钩或伸出部。具体地，典型的转轮238表示彼此横向相邻设置的多个这种轮，该轮提供机械寄存器输出。
如本领域普通技术所熟知的，多个这样的转轮238被可支承在具有后壁240和前壁242的整体结构中。一对上弯曲钩244(由于图8剖视状态，所以只示出一个钩)钩住整体记转器机械寄存器部件246后壁240的上边缘。弯曲钩244最好与框架170形成为一体，框架170还提供一对下抓握元件248(由于图8剖视状态，所以只示出一个)、用以钩住机械寄存器部件246后壁240的下边缘。
如图所示，上弯曲钩244的悬臂弯曲状态允许室外技术人员或制作人员弄弯该弯曲钩244、以引入或更换机械寄存器部件246。从以下的说明可知，在将机械寄存器部件246固定到框架170之后，即可安装内罩16。
图9的机械寄存器部件装置实施例与图8的实施例相似，但它具有其特定形式的机械寄存器部件250。机械寄存器部件250可包括本领域普通技术人员所知的时钟寄存器部件。部件250最好具有分别包括前后壁252和254的整体结构。如图所示，框架170的一对上元件208和一对中间钩204与两对止挡元件206合作而将后壁钩住或固定。支承元件256和258用作机械寄存器部件250的后壁252与前壁254之间的机械支承。
如本领域普通技术人员所知，由点划线262所示的多个小刻度盘元件260经一系列齿轮以相应的比例关系按时钟方式驱动、并平行于整体机械部件250的前后壁252和254而安装。在一些多刻度盘的实例中，交替的刻度盘沿顺时针或逆时针方向枢转。
如本领域普通技术人员所知，与记转器寄存器机械部件246的多个相应的转轮238相同，齿轮262由电机驱动。通常，为了进行同样的驱动，各机械部件250和246的电机驱动之间的基本线路连接可以主体或基本测量电路板140进行相互连接。用于这种供电(或驱动控制)的方便的备选互连可通过固定到电路板140的区域168的连接器而实现(图8和9中未示出)。本领域的普通技术人员熟悉这种电机驱动要求、因此不作详细的说明，其具体内容不构成本发明的具体方面。
图10表示包括本发明电源和其它方面的简化布线图。图中扁平接片或插头60、62、64和66由成对的线输入和成对的负载输出表示。为简明起见，图中省略了对包含线圈124、126的整体线圈部件和叠置芯128及芯罩130图示。但是虚线264和266表示了，相应的线圈使输入扁平接片60与输出扁平接片64互连、输入扁平接片62与输出扁平接片66互连。
图10示出三个端点268、270和272。这些端点分别与例如三个相应的悬臂接点154、156和158对应(见图5)以产生与第一电路板(或基本测量板)140连接。这一结构将在图11中更具体地说明。
换言之，端接点268、270和272包括给测量板140的输入，于是，除了标称电源(“P.S.”)输入以外，线1和线2输入(分别从扁平接片62和60引入)也被提供到电路板140。
在图10所示的实施例中，正如本领域普通技术人员所熟悉的，变阻器274用于旁路(shunting)任何线路干扰、并保护整个电路。对于美国的常规家用配电输入而言，跨线1和线2(分别跨扁平接片62、60和跨接点268、272)的额定电压是240V交流(VAC)。如本领域普通技术人员所知，变阻器根据施加的电压水平提供可变电阻，从而提供上述的旁路和保护作用。
如图10的电路结构所示，利用P.S.电容器276在P.S.端270处提供减小的12V交流(VAC)电源电压。例如，使用0.33微法的电容器，则在接点P.S.270处、240V的额定交流电压下降为12V的交流电压。如本领域普通技术人员所知，电容器对于直流电压来说是一个断开的电路，而其交替的充放电特性使电容器成为一感应电路元件。可知，这里所说的用于获得电源的元件或其它结构的不同值可根据本发明更宽泛的方面而采用。
图10还示出与基板14相关的开口90(见图4)。如上所述，一旦电流扁平接片、线圈部件、检测叠置芯和芯罩的物理结构被固定，则仍可利用开口90提供断开的电路点。本领域的普通技术人员可知，使用各种探针技术(不构成本发明的特定方面)可对以本发明的给定结构在给定装置上使用的部件的特定物理结构的测量功能进行校准。校准可包括用极小的修正系数对该装置进行“编程”，以适应特定的物理实施例。完成上述操作后，两个可替换的模块插头94、96中的一个(见图3及其说明)可位于开口90内，从而在完成校准后使原本断开的电路闭合，以便进行常规的室外操作。
图11是表示本发明附加电源结构和其它结构的框图，图中示出了给测量功能提供能源以及基本电路板140和所有其它电路板经固定连接件164的互连关系。
图11用虚线表示整个测量板140和固定连接件164。虚线方框中还示意性示出了测量板140和固定连接件164的结构部分。为表示与图10的布线图的关系，作为与测量板140的所有连接，各端接点268、270和272示于图11。如上所述，优选的是，接点包括悬臂式伸出连接(分别为154、156和158)，每当测量板140相对本发明的线圈部件和其它结构位于其所需位置时，这些接点与测量板140连接。
作为测量板140的一个部分的是电源网278。如图所示，电源网278至少接收两个分别经线1端接点268(额定交流电压240V)和电源PS.端接点270(额定交流电压12V)的输入。可设置在电路板上的电源网为本领域普通技术人员所熟悉，电源网278的具体结构不构成本发明的特定方面。其结构也见于本发明所引用的前述各个专利。
根据本发明，电源网278根据输入进行操作以输出正或负2.5V直流电压(VDC)。如前面的附图所示，固定连接件164应与测量板140的边缘区168啮合、以实现各种连接。如图11所示，固定连接件164的相应端位置B和C分别与电源网278的正或负2.5V直流电压输出对应。线1的接地在A端连接到固定连接件164(见图11)。
测量板140还设置实现本发明装置的基本千瓦时数据功能的电路板部件。这种功能由测量网282表示，其具体实施例是本领域技术人员熟知的，其具体结构不构成本发明的特定方面。该结构也见于本发明引用的前述各专利。
再参看图11可知，与测量板140相关的线1端接点268和线2端接点272使相应的线电压施加到测量网280和固定连接件164的端点G。如图11所示，测量网280至少具有四个其它输出，其中三个输出与固定连接件164相关，第四个输出经线282直接输出可得到的电机输出信号，例如用于驱动任何机械寄存器部件的电机输出信号(见图8和9及相关的说明)。
具体参看从测量网280输出到固定连接件164的三个输出D、E、和F，则可理解下面的说明。从测量板280到固定连接件164端点D的输出信号构成电力流动方向指示符号(+或-)指示(该符号在消耗模式期间为负、在产生期间(诸如功率由最终用户返回到电力网期间)为正)。
在固定连接件164的端点E中的测量网280输出是一脉冲输出，反映测量网280数据生成。脉冲输出E可用于各种功能。例如，该脉冲输出可用于调制与光管214(见上文的说明)相关的红外LED(未示出)、以提供本发明装置的罩的外部信号。用户(电力公司的室外人员)可在不中断电表工作的情况下检测该脉冲信号，以确定电表是否正常工作。另外可知，固定连接件164也与所使用的诸如第二电路板162的任何其它电路板互连(见图4及相关说明)。因此，该脉冲输出E被传送到可能使用的高级功能的电路板。
类似地，测量网280在固定连接件164端点F产生例如60Hz矩形波的数字时钟同步信号，该信号经连接件164传送到其它电路板以供其使用。
作为图11所示结构的最终结果，线功率(240VAC)、电源电压(正或负2.5V直流电压)和各种数据和时钟信息经固定连接件164传送到诸如高电平功率板162的其它电路板。这种传送是单向的、即后面的电路板只需要利用这种电力和数据而不必沿固定连接件164向测量板140反射任何反馈。本领域的普通技术人员可以理解，为使其它附图及相关说明所讨论的从该固定连接件到附加电路板的连接更加简明、图11中有关固定连接件164的具体结构被省略。
在不脱离本发明构思和范围的前提下，可以对本发明的特定实施例作出许多改进和变化。例如，多个附加电路板可与基本测量板140一起使用、以取代单个附加的该电路板162。在这种情况下，可选择性地提供附加功能，以为特定用户定作个性化的电表产品，布线结构和类似的连接件将根据本发明的需要进行改进、以提供这种多板结构。
本发明某些实施例的另一个方面是在整个装置中除去所有的柔性引线。这意味着可提供高稳定的结构。例如，线圈元件(图4的124、126和图10的图示线264、266)不接触芯128(图4)或芯罩130(图4)。与基板相关的孔和立柱有助于对准芯和线圈。校准系数的引入(如前所述)可控制准确的调节或精确的位置误差。本发明实施例的结构有助于对测量操作所用的基本通量通道的固定。
另外，一旦需要进行完全装配时，应用超声波焊接固定所有的基本部件。在基本板14上设置开口90，以便(在引入可替换塞子94和96中的一个之前)对主测量装置的精度进行校准。多个尺寸设计步骤和带键立柱连接有助于将电路板对准并安装到叠置芯、对准其它元件，从而建立起所需的基本关系、并通过校准进行精细调整。
显然，可以进行其它的改进。例如，虽然可对任何第二(或附加)电路板经固定连接件164提供正或负的2.5V直流电压，但在某些实施例中，这种附加电路板可使用其自己的电源。所有适于用户特定需要的这种改进的实施例均处在本发明的构思和范围内。
类似地，可对内部结构进行改变。例如，光管214(见图4和其它附图)一般示为直线轴。在图示的实施例中，它孤立特定红外LED(未示出)的输出、以显示较低级或基本测量板140的正常工作。但在某些实施例中，光管可以用更多的S形代替直线形、以适应给定实施例内部构件布置上的所需变化。
其它变化可与数据输出和/或所用复位驱动器的形式相关。例如，在最基本或简单的标准电表实施例中，许多实施例可不设置具有不同功能的复位驱动器、而只设置具有最基本的“复位到零”功能的复位驱动器。所有这类变更和实施例均处在本发明的构思和范围内。
尽管已经说明了不同形式的机械寄存器和电子寄存器，但按照对本发明的宽泛理解，具有本发明所改进的框架170或其它固定结构的其它尺寸和形状的寄存器也可使用。
对于输出，可应用其它的结构。例如，在不采用金属的其它塑料面板或罩结构的情况下，可直接在电路板(例如，附加或第二电路板162)上设置天线、以在不需要第二天线的情况下从这个电路板直接发射电表信息。任何这类结构可包括高频通信的输入和输出，即、某些装置允许室外技术人员阅读或者查询附加电路板的高级功能，来调用不同形式的输出或由通信输入控制或再编程的其它输出。在某些情况下，这种高级功能板可装有非易失性存储器、以便在停电期间保持确定的数据。
其它可使用的输出形式由脉冲输出表示(图11中固定连接件164的端点E)。这种输出是双向的，其中，它允许光管形式的输出(如前所述)，另外还使基本测量信号从较低或基本测量板140到达较高或高级功能电路板162。
再有，如上所述，这种高级电路板可设有用于光端口的连接(见图1和2中的元件40和42)，通过该连接也可将信息导入、导出电表。另外，通过设置在给定装置内的调制解调器可提供诸如蜂窝电话服务的有线或无线传送的电话连接。
根据本发明可知，所有改进和变化都可以基于本发明基本配置结构而实际获得和得到，这些改进和变化包括例如主基板14、主体或基本测量电路140、和与基本14的支承立柱和结构共同支承附加内部部件的框架170(或其变型)。将某些结构分散(例如，将基本的和高级的功能分配到分离的电路板)，则本发明能实现以前所不能得到的模块方案的优点。类似地，采用夹紧支承结构和卡装配技术，则可不需要任何螺钉或类似的单个连接件或坚固件、而装配各种模块电表部件的整体结构。本发明范围内的所有这类改进和变化对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的，因此是本发明的一部分。
权利要求
1.一种电表，包括可封闭的壳，该壳具有罩和基板；电连接扁平接片，它穿过所述基板伸展、并伸出基板以实现在配合插座中的机械配合；容纳在所述壳内的测量板和弹性连接件，所述测量板经所述弹性连接件电连接到所述扁平接片，于是所述测量板被连接、以产生指示电能消耗的信号。
2.如权利要求1所述的电表，其特征在于，还包括与所述基板和所述测量板相关的配合立柱和孔，用于这些部件的相互物理连接。
3.如权利要求2所述的电表，其特征在于，所述基板具有锥形立柱，所述测量板上设有与所述锥形立柱配合的孔，于是所述板以预定的相对位置被支承在所述基板上。
4.如权利要求3所述的电表，其特征在于，还包括焊接装配，以使所述基板和所述测量板以所述预定相对位置相互焊接。
5.如权利要求3所述的电表，其特征在于还包括与所述扁平接片电连接、并以与所述基板的预定关系被物理支承的线圈，其中，所述测量板包括霍尔效应传感器，该传感器于由所述线圈和所述测量板相对所述基板的预定位置确定的预选位置上被定位在较靠近所述线圈的位置。
6.如权利要求2所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上的框架；支承在所述测量板上、并指示来自测量板的信号的光源；支承在所述框架上并被定位的光管，该光管将来自所述光源的光引导到所述罩的外部。
7.如权利要求2所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述测量板并与之电连接的天线，该天线通过所述罩将由所述测量板所确定的与电消耗相对应的无线电信号发射出去。
8.如权利要求2所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上的框架。
9.如权利要求8所述的电表，其特征在于，还包括至少部分地支承在所述框架上的电路板，用于进行预定的较高水平的电消耗分析；连接在所述测量板与所述电路板之间的固定连接件，用于所述测量板与所述电路板之间的电连接、且至少部分地机械支承所述电路板。
10.如权利要求8所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述框架上的电子的表显示器。
11.如权利要求8所述的电表，其特征在于，还包括还包括支承在所述框架上的机械的表显示器。
12.如权利要求1所述的电表，其特征在于，弹性连接件包括多个悬臂弹簧连接元件。
13.如权利要求1所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上并在其中限定了初始开口的主电路，所述开口用于在装配所述电表时接近所述测量板以便于校准。
14.如权利要求13所述的电表，其特征在于，还包括设置在所述主电路初始开口的不可拆除的桥形夹，以提供封闭所述开口的抗干扰电路桥。
15.如权利要求14所述的电表，其特征在于，所述桥形夹还包括能持续提供进入主电路的通道的露出的端子，用于在装配后对所述电表进行室外检测。
16.一种电表，具有外壳，所述外壳具有罩和基板；从所述基板伸出的扁平接片，用于设置在电表接收接合箱中；测量板，其电连接到所述扁平接片、并能产生指示电能消耗的信号；电路板，其安装在所述外壳内、并电连接到所述测量板，为所述电表提供了在所述测量板电能消耗信号之外的选定的个性化定做性能。
17.如权利要求16所述的电表，其特征在于，还包括固定连接件，该固定连接件将所述测量板和所述电路板电连接。
18.如权利要求17所述的电表，其特征在于，还包括用于所述外壳内的所述电路板的卡装配安装结构。
19.如权利要求18所述的电表，其特征在于，还包括电源、以同时给所述测量板和所述电路板提供电能，其中，所述固定连接件包括多个从所述电源提供电能、并在所述测量板与所述电路板之间传送数据信号的相应导线。
20.如权利要求16所述的电表，其特征在于，还包括位于所述外壳内的弹性连接件，用于使所述扁平接片与所述测量板连接；和与所述基板和所述测量板相美的配合立柱和配合孔，用于期间的相互连接。
21.如权利要求20所述的电表，其特征在于，还包括与所述扁平接片电连接的线圈，它由所述外壳内的所述基板支承；霍尔效应传感器，它设置在所述测量板上，从而所述互配的立柱和孔可选择地将所述线圈和所述霍尔效应传感器对准，以便进行测量操作。
22.如权利要求20所述的电表，其特征在于，所述基板包括所述配合立柱，所述电表还包括具有成形的连接孔的框架，且该框架安装在所述基板的配合立柱上；表显示器，该显示器安装在所述框架上。
23.如权利要求22所述的电表，其特征在于，所述罩至少是可与所述基板连接的部分不透明的内罩，其中，所述电表还包括相对所述内罩设置的局部透明并可与所述基板连接的外罩，使得穿过所述外罩可以看到所述表显示器。
24.如权利要求16所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上并其中限定了初始开口的主电路，所述开口用于在装配所述电表时接近所述测量板和所述用户化性能电路板以便于校准；接收在所述主电路的开口中的不可除去的桥形夹，以为此处提供抗干扰电路桥。
25.一种电表，具有外壳，该外壳具有罩和基板，该基板具有锥形安装立柱；从所述基板伸出的扁平接片，用于插入电表插座；测量板，具有与所述锥形立柱相配合用以将所述测量板安装到所述基板上的孔，和将所述测量板电连接到所述扁平接片的弹性连接件，以使所述测量板能产生指示电能消耗的信号；安装在所述外壳内的电路板；固定连接件，它将所述测量板与所述电路板电连接。
26.如权利要求25所述的电表，其特征在于，还包括位于所述外壳内并被支承的天线，用于将与由所述测量板所确定的电消耗对应的无线信号穿过所述罩进行发射。
27.如权利要求25所述的电表，其特征在于，所述固定连接件包括多个将数据和电能在所述测量板与电路板之间进行传送的导线。
28.如权利要求25所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上的框架；支承在所述测量板上的光源；和支承所述框架上并被定位以便将来自所述光源的光传送到所述罩的外面的光管。
29.如权利要求28所述的电表，其特征在于所述框架还设有与所述基板的锥形立柱相配合的配合连接孔；所述电表还包括线圈，它与所述扁平接片电连接；霍尔效应传感器，其与测量板电连接，并与所述线圈相互作用而检测电能消耗，并且所述线圈与所述传感器以由所述基板锥形配合立柱和所述测量板配合孔所确定的预定位置对准。
30.如权利要求25所述的电表，其特征在于，所述电路板包括超出所述测量板电能消耗信号之外的选择的用户化测量性能。
31.如权利要求25所述的电表，其特征在于，还包括框架，它设有配合连接孔，所述框架以所述孔安装到所述基板上的锥形装配立柱上；表显示器，它安装在所述框架上；其中，所述的测量板、电路板、固定连接件、框架和电表显示器均以卡装配结构固定。
32.如权利要求31所述的电表，其特征在于，所述罩至少是可与所述基板连接的部分不透明的内罩，其中，所述电表还包括相对所述内罩设置的局部透明并可与所述基板连接的外罩，使得穿过所述外罩可以看到所述的表显示器。
33.如权利要求25所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上并其中限定初始开口的主电路，所述开口用于在装配所述电表时接近所述测量板和所述用户化性能电路板以便于校准；设置在所述主电路开口的不可除去的桥形夹，以为此处提供抗干扰电路桥。
34.一种电表，具有外壳，该外壳具有罩和基板；从所述基板伸出的扁平接片，用于插入电表插座；基本测量板，它与所述扁平接片电连接，并能测量电消耗；用于预定附加测量性能的电路板，该电路板安装在所述外壳内、并电连接到所述测量板；设置在所述测量板和所述电路板中一个上的天线，该天线穿过所述罩、将与来自所述板中的至少一个的测量数据相对应的无线信号发射出去。
35.如权利要求34的电表，其特征在于，还包括连接的电源，以便对所述测量板和电路板提供电能。
36.如权利要求35所述的电表，其特征在于，还包括固定连接件，其将所述测量板电与所述电路板电连接，以及用于在所述测量板与所述电路板之间传送数据和电信号的多个导线。
37.如权利要求34所述的电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上的框架、支承在测量板上的光源、和定位在所述框架上以便将来自所述光源的光传送到所述罩的外部的光管。
38.一种电表，具有外壳，该外壳具有基板和不带任何金属元件的罩；从所述基板伸出的扁平接片，通过将所述扁平接片插入电表的连接箱插座而使电表与主电源电接触；测量板，其与所述扁平接片电连接，并能测量电消耗；支承在所述测量板上的天线，该天线通过所述罩直接发射与所述测量板所测量的电消耗相对应的无线信号。
39.如权利要求38所述的电表，其特征在于，还包括电路板，它安装在所述外壳内，用于实现附加测量性能；共用电源，它位于所述外壳内、用于同时对所述测量板和所述电路板供电；固定连接器，它至少部分地物理地支承所述电路板、并用多个导线将所述电路板与所述测量板电连接、以便在所述的板之间传送数据和电信号。
40.如权利要求38所述的电表，其特征在于，还包括卡装配在所述基板上的框架、支承在所述测量板上的光源、和相对所述光源定位在所述框架上、用于将光源的光传送到所述罩的外部的光管。
41.如权利要求38所述的电表，其特征在于，还包括表显示器，它以卡装配结构设置在所述外壳内；至少局部透明的外罩，它位于内罩外围、用以保护封闭的部件并允许观看所述的表显示器。
42.一种模块化电表，它具有多个从备选件中选出的部件，并用卡装配和联锁结构装配在一起，所述电表包括可封闭的外壳，其具有设置了多个安装立柱的基板和能拆卸地连接到该基板的内罩；多个电连接安装扁平接片，该扁平接片穿过所述基板从该处伸出，用于机械插接在电表连接箱插座；基本测量板，它设有与所述基板安装立柱相配合的安装孔，该安装孔以相对所述基板的预定关系将所述基本测量板支承在所述外壳内；多个弹性连接件，它们设置在所述外壳内、并在所述基本测量板与所述扁平接片之间电连接、而使所述基本测量板在与电表相联的连接箱插座处连接，以便产生指示电消耗的信号；电路板，它设置在外壳内、并与所述基本测量板电连接，所述电路板为所述电表提供超出所述基本测量板电消耗信号之外的选择的用户化性能；共用电源，它设置在所述外壳内，用于同时给所述基本测量板和电路板提供电能；固定连接件，它在所述基本测量板与所述电路板之间伸展、用于至少部分地支承所述电路板，所述固定连接器包括多个相应的导线，这些导线用于在所述基本测量板与所述电路板之间传送来自相应板的数据、和来自所述共用电源的电能；支承框架，它设有与所述基板安装立柱相配合的安装孔、用于以相对应所述基板的预定关系将所述框架支承在所述外壳内；表显示器，它以与所述支承框架固定的关系通过卡装配结构而支承并安装；线圈，它与所述扁平接片电连接、并以与所述基板的预定关系被物理地支承；霍尔传感器，它与所述基本测量板连接并设置在所述线圈附近的预定位置，以感应相互间的相互作用，所述预定位置部分是由所述基板与所述基本测量板之间的所述预定关系而形成；由此，所述模块电表利用由所述共用基板建立的卡装配和互锁结构在所选定的备选件之间建立起预定的空间关系。
43.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，所述表显示器包括电子的表显示器和机械的表显示器中的一种显示器。
44.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，所述弹性连接件包括多个悬臂弹簧连接元件，所述电表还包括焊接装配、以使所述基板与所述基本测量板以其所述预定关系相互焊接。
45.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，还包括安装在所述内罩上的至少局部透明的外罩，用以保护所述外壳内的部件、并可穿过所述外罩观看所述表显示器。
46.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，所述基板安装立柱是锥形的，所述基本测量板和所述支承框架的安装孔共同接合在所述安装立柱上面，但它们具有相应的不同尺寸，于是所述基本测量板和所述支承框架可沿所述基板锥形安装立柱的轴向长度而相互有选择地分离。
47.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，还包括直接结合到所述基本测量板和所述电路板之一上的天线，用于穿过所述内罩将指示来自所述板中的至少一个的信号的无线电信号发射出去。
48.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，还包括光源，它支承在所述基本测量板上，用于指示来自基本测量板的信号；光管，它支承在所述支承框架上、并相对所述基本测量板定位，以便将来自光源的光传送到所述外壳的外部。
49.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，还包括支承在所述基板上并在其中设有初始开口的主电路，所述开口用于在装配所述电表期间接近所述基本测量板和所述电路板以便校准。
50.如权利要求49所述的模块化电表，其特征在于，还包括安装在所述主电路初始开口中的不可除去的桥形夹，用于提供封闭所述开口的抗干扰电路桥。
51.如权利要求50所述的模块化电表，其特征在于，所述桥形夹还包括露出的端子，以便在电表装配后、为所述电表的室外检测持续提供进入所述主电路的通道。
52.如权利要求42所述的模块化电表，其特征在于，还包括附加输出装置，该附加输出装置利用硬件传输、射频传输、脉冲输出、光链输出、调制解调器电话线传输、和无线电话传输中的至少一种方式将来自所述基本测量板和所述电路板中至少一个板的数据输出出去。
53.一种制作电表的方法，其步骤包括形成具有罩和基板的可封闭的外壳；设置延伸穿过所述基板并从其伸出的电连接扁平接片，其适于机械插接在配合的插座中；在所述外壳内设置电连接到所述扁平接片且能产生指示电消耗的信号的测量板；将弹性连接件安装在所述外壳内、以提供所述扁平接片与所述测量板之间的所述电连接，于是，不使用单个的连接件即可装配所述电表、并形成所述扁平接片与所述测量板之间的电连接。
54.如权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括为所述基板和所述测量板设置对应的安装立柱和孔的步骤，以使所述基板和所述测量板相互物理地连接。
55.如权利要求54所述的方法，其特征在于，还包括给所述基板设置锥形立柱、和给所述测量板设置与所述锥形立柱相配合的孔的步骤，以使所述测量板以相对所述基板的预定位置被支承在所述基板上。
56.如权利要求55所述的方法，其特征在于，还包括将所述基板与所述测量板焊接在一起的步骤，以使它们以预定的相对位置固定。
57.如权利要求55所述的方法，其特征在于，还包括步骤将与所述扁平接片电连接的线圈支承在所述外壳内、并以相对所述基板的预定关系物理地支承线圈；在所述测量板上设置霍尔效应传感器，霍尔效应传感器在由所述线圈和所述测量板相对所述基板的各预定位置所确定的预选择位置上于所述线圈附近定位。
58.如权利要求54所述的方法，其特征在于，还包括步骤将框架支承在所述基板上；将光源设置在所述测量板上，以指示来自测量板的信号；将光管设置在所述框架上，其位置可以将来自光源的光传送到所述罩的外部。
59.如权利要求54所述的方法，其特征在于，还包括在所述测量板上设置天线的步骤，天线与测量板电连接以便穿过所述罩将与所述测量板所确定的电消耗相对应的无线电信号发射出去。
60.如权利要求54所述的方法，其特征在于，还包括步骤将框架支承在所述基板上；在所述外壳中设置电路板，所述电路板设计用来进行预定的较高水平的电能消耗分析；设置使所述测量板与所述电路板之间相互电连接的固定连接件，该固定连接件也给所述电路板提供至少部分的机械支承。
61.如权利要求54所述的方法，其特征在于，还包括步骤将框架支承在所述基板上；将电子的表显示器与机械分表显示器中一个设置在所述框架上。
62.如权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括将主电路设置在所述基板上的步骤，该主电路中具有初始开口，以在所述电表装配期间可通过该初始开口提供用于校准的接近所述测量板的通道。
63.如权利要求62所述的方法，其特征在于，还包括在所述电表装配后、将不可除去的桥形夹插入所述主电路初始开口的步骤，以便为所述开口提供抗干扰电路桥封闭。
64.如权利要求63所述的方法，其特征在于，还包括在所述桥形夹上设置暴露出的端子的步骤，以便在装配之后为所述电表的室外检测提供持续的进入所述主电路的通道。
65.一种制作电表的方法，其步骤包括设置具有基板和不带有任何金属元件的罩的外壳；设置扁平接片，所述扁平接片穿过所述基板并延伸，以便通过将所述扁平接片插入电表连接箱插座而使所述电表与主电源形成电连接；设置与所述扁平接片电连接、并能测量电消耗的测量板；在所述测量板上设置天线，以便穿过所述罩、将与所述测量板所述测定的电消耗对应的无线电信号直接发射。
66.如如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括提供下列结构的步骤在所述外壳内设置的用于附加测量性能的电路板；在所述外壳内设置的用于所述测量板和所述电路板的共同电源；设置固定连接器，该固定连接器至少部分地物理支承所述电路板、并利用多个导线使所述电路板与所述测量板电连接以使数据和电信号在所述板之间传送。
67.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括提供卡装在所述基板上的框架、提供支承在所述测量板上的光源、和提供相对所述光源定位在所述框架上的光管、以将光源的光传送到所述罩的外部。
68.如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括用卡装结构将表显示器设置在所述外壳内；将至少局部透明的外罩相对所述内罩设置、以保护封闭的部件、同时允观看所述电表的显示器。
69.一种制作模块化电表方法，该电表具有多个从备选件中选择出的部件，这些部件用卡装配和互锁结构装配在一起，该方法包括提供可封闭的外壳，该外壳具有设置多个安装立柱的基板、和可拆卸地互连在基板上的内罩；使多个电连接安装扁平接片穿过所述基板并从所述外壳伸出，该扁平接片机械地插装在电表连接插座中；设置基本测量板，该测量板上设有与所述基板安装立柱相配合的安装孔，以便以相对所述基板的预定关系将基本测量板支承在所述外壳内；在所述外壳内设置多个电连接在所述基本测量板与所述扁平接片之间的弹性连接件，以使所述基本测量板被连接在与电表相连的连接箱插座上，以产生指示电消耗的信号；将电路板设置在所述外壳内并使其与所述基本测量板电连接，所述电路板为所述电表提供超出基本测量板电消耗信号以外的选定的用户化性能；在所述外壳内设置共用电源，以便给所述基本测量板和所述电路板提供电能；在所述基本测量板与所述电路板之间设置固定连接件、以便至少部分地机械支承所述电路板，所述固定连接件具有多个对应导线，用以在所述基本测量板与所述电路板之间传送来自所述相应板的数据和来自所述共用电源的电能；设置具有安装孔的支承框架，该安装孔与所述基板安装立柱相配合、以便以相对所述基板的预定关系将所述框架支承在所述外壳内；以相对所述支承框架的固定关系、将表显示器安装以卡装配结构安装；使线圈与所述扁平接片电连接、并以相对所述基板的预定关系物理地支承该线圈；使霍尔效应传感器与所述基本测量板电连接，并以预定位置将霍尔效应传感器设置在所述线圈附近、以感测其间的电感作用，所述预定位置是由所述基板与所述基本测量板之间的预定关系部分地形成的；由此，这种制作该模块电表的方法利用由所述共用基板建立的卡装配和互锁结构在选定的备选部件之间建立了预定的空间关系。
70.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，所述表显示器由电子的表显示器和机械的表显示器中之一所构成。
71.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，所述弹性连接件包括多个悬臂弹簧连接元件，所述电表还包括焊接装配，以使所述基板与所述基本测量板以其所述预定关系相互焊接。
72.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，还包括提供安装在所述内罩上的至少局部透明的外罩步骤，其用以保护所述外壳内的部件、并可穿过所述外罩观看所述表显示器。
73.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，所述基板安装立柱是锥形的，所述基本测量板和所述支承框架的安装孔都安装在所述安装立柱上面、但具有相应的不同直径，于是所述基本测量板和所述支承框架可沿所述基板锥形安装立柱的轴向长度、相互有选择性地分离。
74.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，还包括提供直接安装到所述基本测量板和所述电路板之一上的天线步骤，用于穿过所述内罩将指示来自所述板中至少一个的数据的无线电信号发射出去。
75.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，还包括提供下列结构提供支承在所述基本测量板上的指示来自其上的信号的光源；提供支承在所述支承框架上、并相对所述基本测量板定位的光管，以便将来自光源的光传送到所述外壳的外部。
76.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，还包括提供支承在所述基板并具有初始开口的主电路的步骤，所述开口用于在所述电表装配期间提供为校准而接近所述基本测量板和所述电路板的通道。
77.如权利要求76所述的模块化电表制作方法，其特征在于，还包括提供安装在所述主电路初始开口中的不可除去的桥形夹的步骤，该桥形夹用于提供封闭所述开口的抗干扰电路桥。
78.如权利要求77所述的模块化电表制作方法，其特征在于，所述桥形夹还包括露出的端子，以便在电表装配后为所述电表的室外检测提供持续的进入所述主电路的通道。
79.如权利要求69所述的模块化电表制作方法，其特征在于，还包括提供附加输出的步骤，即利用硬件传输、射频传输、脉冲输出、光链输出、调制解调器电话线传输、和无线电话传输中的至少一种方式将来自所述基本测量板和所述电路板中的至少一个板的数据进行附加输出。
全文摘要
一个模块化电表装置(12),包括:至少两个印刷电路板(140,162),一个用于基本测量功能、而另一个用于适应用户的需求的功能;统一电源(267),其通过固定连接件(164)给两个板(140,162)提供电能;共用基板(14),具有电路会经过抗干扰件或经过带曝露端子、以允许用户进行检测的元件;光管(214),穿过内罩(16)提供外部输出、以指示正确的测量操作。测量数据和其它测量信息通过不同结构输出,例如从硬件输出、RF链接、脉冲输出、经调制解调器的电话连接或无线电话连接结构等输出。
文档编号G01R11/02GK1328643SQ99813890
公开日2001年12月26日 申请日期1999年11月30日 优先权日1998年12月1日
发明者戴维·N·梅金森, 勒德洛·菲尔波特 申请人:施蓝姆伯格资源管理服务公司