单相数字电能表

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1、(10)授权公告号 CN 201666903 U (45)授权公告日 2010.12.08CN 201666903 U*CN201666903U*(21)申请号 200920066296.1(22)申请日 2009.10.19G01R 11/00(2006.01) G01R 11/02(2006.01)(73)专利权人 彭希南 地址 410003 湖南省长沙市开福区四方坪教 师村 5 栋 402 号(72)发明人 彭希南 谢稳 彭程 毛可 卢文波 荀庆来(54) 实用新型名称 单相数字式电能表(57) 摘要本实用新型公开了一种单相数字式电能表的 结构。包括电表的上盖、 底壳、 接线盒盖、 电能

2、表 刻度盘、 指针、 液晶模块和步进电机等， 其要点是 ： 在电表的上盖嵌入一个计量范围从0至1(KWh)的圆形电能表刻度盘， 刻度盘的中央有一根指针， 刻 度盘的下方有一个液晶模块， 液晶模块上有一个 “总耗电量” 和一个圆形的 “运行指示” 显示窗口， 用电时， 由专用芯片控制的微型步进电机带动指 针， 在电能表刻度盘上偏转以指示消耗的电能值， 并将耗电数据累加到 LCD 上的总耗电量窗口， 本 实用新型采用指针加电能表刻度盘与 LCD 相结合 的显示方式， 具有寿命长、 测量精度高、 功耗低、 指 示直观等优点。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专

3、利权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 8 页*CN201666903U*CN 201666903 UCN 201666903 UCN 201666904 U1/1 页21. 一种单相数字式电能表， 包括上盖 (5)、 底壳 (6)、 接线盒盖 (7)、 电能表刻度盘 (8)、 指针(9)、 液晶模块(15)、 专用控制芯片(21)、 仪表用微型步进电机(22)等， 其主要特征是， 在电表上盖 (5) 上嵌入一个电能表的数字刻度盘 (8) 和一个液晶显示模块 (15)。 2. 根据权利要求 1 所述的单相数字式电能表， 其特征在于， 电能表刻度盘 (8) 为圆形， 其刻度以千瓦小时 (kW

4、h) 为单位， 圆弧状的刻度线被均匀分成 100 等分， 计量范围从 0 至 1 千瓦小时 (kWh)， 每一小格为 0.01(kWh)， 每隔 10 个小格处标有数字， 其最小刻度分辨率为 0.01(kWh)， 在表盘的中心位置处有一根指针 (9)。 3.根据权利要求1或2所述的单相数字式电能表， 其特征在于， 指针(9)由仪表用微型 步进电机 (22) 的驱动轴 (26) 带动， 电机驱动芯片 (25) 则由专用控制芯片 PLX600(21) 控 制。 4.根据权利要求1或3所述的单相数字式电能表， 其特征在于， 所述的仪表用微型步进 电机 (22)、 电机驱动芯片 (25) 与专用控制芯

5、片 (21) 均焊接在 PCB 板 (23) 上， 微型步进电 机驱动轴 (26) 穿过刻度表盘 (8) 的圆心位置， 与指针 (9) 相接。 5. 根据权利要求 1 所述的单相数字式电能表， 其特征在于， 在电表上盖 (5) 上， 一个液 晶模块 (15) 位于电能表刻度盘 (8) 的正下方， 液晶模块 (15) 上带二个显示窗口， 分别是 “总耗电量” 窗口 (10) 和一个 “运行指示” 窗口 (16)。 6. 根据权利要求 1 所述的单相数字式电能表， 其特征在于， 电表的底壳 (6) 的下端从 左到右， 有依次编号为1、 2、 3、 4标记的四个带护圈的接线孔(1)(2)(3)(4)

6、， 底壳(6)内有一 个绝缘的接线端子体(23)分别与四个接线孔相连， 其接线孔(1)与一个绝缘的接线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (11) 相连， 接线孔 (2) 与接线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (12) 相连， 接线孔 (3) 与接线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (13) 相连， 接线孔 (4) 与接线端子 体 (23) 上的螺旋紧固端子 (14) 相连。 7. 根据权利要求 1 所述的单相数字式电能表， 其特征在于， 指针 (9) 在电能表刻度盘 (8) 上偏转指示的读数是当前的耗电量， 每消耗 0.01(kWh)， 指针 (9) 在电能表刻度盘 (8) 上顺时针偏

7、转一小格， 每消耗 0.1(kWh)， 指针 (9) 在电能表刻度盘 (8) 上顺时针偏转 10 小 格， LCD(15) 上的 “总耗电量” 窗口 (10) 内的数字则累加 0.1(kWh)。权 利 要 求 书CN 201666903 UCN 201666904 U1/4 页3单相数字式电能表技术领域0001 本实用新型涉及一种单相电能表， 尤其是涉及一种指针加刻度盘指示与 LCD 数字显示相结合的单相数字式电能表。背景技术0002 电能表是一种专门用于计量电能量的电气仪表， 它记录的电量是结算电费的依据。现有的电能表主要分成两大类 ： 一是传统的机械电度表 ( 简称感应表或机械表 )， 二

8、是 电子式电能表， 以上两大类电能表对电能消耗的指示方式基本上是以下三种形式 ：0003 1. 机械感应式电能表的显示方式是机械计数器码盘加铝盘转动快慢来显示电能消耗。0004 2.电子式电能表的显示方式全部采用LCD液晶或者是LED数码管的全数字计量显示模式。0005 3. 专利文献 ZL200820210846.8 所公开的 “指针式单相数字电能表” 技术， 即对电能消耗数据全部采用数字指针指示的方案。发明内容0006 据此， 本实用新型提出了一种有别于以上三种显示模式的数字式电能表， 主要是由指针加电能表刻度盘与液晶 LCD 相结合而成的显示界面， 即用 LCD 上的数字显示总耗电 量，

9、 通过一个可在刻度表盘上快速移动的指针， 来显示当前的耗电量， 可取代机械式电能表 的铝质表盘在用电时转动的快慢， 达到形象直观， 一目了然的效果， 而且比机械式电能表更 节能省电， 这种仪表的结构和特点是 ：0007 包括上盖、 底壳、 接线盒盖、 数字电能表盘、 指针、 液晶模块、 微型步进电机和专用控制芯片等， 其主要特征是， 在电表上盖上的一个突出的上凸台阶上嵌入一个圆形的电能 表刻度盘， 刻度盘的下方有一个液晶模块， 液晶模块上有一个 “总耗电量” 的数字显示窗口， 圆弧形的刻度盘均匀分成 100 等分， 设计成一个计量范围从 0 1 千瓦小时 (kWh) 的刻度， 且标有数字， 其

10、最小刻度分辨率为 0.01(kWh)， 表盘的中心位置有一根指针， 由专用核心芯 片控制的步进电机带动其刻度指针， 在数字刻度盘上指示当前消耗的电能值， 其指针在刻 度盘上偏转移动的快慢可直观显示电能消耗情况， 每消耗 0.01(kWh)， 指针 (9) 顺时针偏转 一小格， 如果指针每移动 10 小格， 相当于消耗 0.1(kWh)， 液晶模块上的 “总耗电量” 统计窗 口内的数据将自动累加 0.1(kWh)， 由于指针不断地在电能表的数字刻度盘上偏转移动， 移 动的快慢与负载的有功功率成正比， 因此完全可以取代机械式电能表上的铝质表盘转动的 情形， 相比之下， 铝质表盘转动的快慢在感观上只

11、有定性的了解， 而指针在电能表的数字刻 度盘的偏转移动既直观， 又有定量的数据， 满足人们观察习惯， 这种将指针指示和数字显示 结合起来的电能表， 非常直观明了。 重要的是， 本实用新型将现行电能表标准的显示分辨率 0.1(kWh) 提高到 0.01(kWh)， 产生了意想不到的效果， 用户随时可以通过观察指针的细微 移动来确定家用电器的耗电情况， 或者确定用电线路是否存在漏电、 偷电等情况， 并且通过说 明 书CN 201666903 UCN 201666904 U2/4 页4指针在表盘上指示的数值确切了解用电设备或漏电的详细数据， 提高人们的节电意识， 规 划用电。0008 由于指针驱动采

12、用了低电压和低功耗的仪表用微型步进电机， 电机内部没有游丝等易损部件， 本实用新型具有寿命长、 测量精度高、 无累积误差、 可靠性好、 外观紧凑大方、 指示直观等优点， 比起机械式电能表上的铝质表盘转动更加直观生动。 另一方面， 与机械式 电能表的电压线圈持续通电， 电能表自身的耗电量每一个月大约是 1(kWh) 相比， 本实用新 型还具有耗电低的特点， 适合普及推广。0009 本实用新型提出的具体的技术方案如下 ：0010 一种单相数字式电能表， 包括上盖 (5)、 底壳 (6)、 接线盒盖 (7)、 电能表刻度盘(8)、 指针 (9)、 液晶模块 (15)、 专用控制芯片 (21)、 仪表

13、用微型步进电机 (22) 等， 在电表上 盖 (5) 上嵌入一个电能表的数字刻度盘 (8) 和一个液晶显示模块 (15)。0011 电能表刻度盘(8)为圆形， 其刻度以千瓦小时(kWh)为单位， 圆弧状的刻度线被均匀分成 100 等分， 计量范围从 0 至 1 千瓦小时 (kWh)， 每一小格为 0.01(kWh)， 每隔 10 个小 格处标有数字， 其最小刻度分辨率为 0.01(kWh)， 在表盘的中心位置处有一根指针 (9)。0012 指针 (9) 由仪表用微型步进电机 (22) 的驱动轴 (26) 带动， 电机驱动芯片 (25) 则由专用控制芯片 PLX600(21) 控制。0013 所

14、述的仪表用微型步进电机 (22)、 电机驱动芯片 (25) 与专用控制芯片 (21) 均焊接在 PCB 板 (23) 上， 微型步进电机驱动轴 (26) 穿过刻度表盘 (8) 的圆心位置， 与指针 (9) 相接。0014 在电表上盖 (5) 上， 一个液晶模块 (15) 位于电能表刻度盘 (8) 的正下方， 液晶模块 (15) 上带二个显示窗口， 分别是 “总耗电量” 窗口 (10) 和一个 “运行指示” 窗口 (16)。0015 电表的底壳 (6) 的下端从左到右， 有依次编号为 1、 2、 3、 4 标记的四个带护圈的接线孔 (1)(2)(3)(4)， 底壳 (6) 内有一个绝缘的接线端子

15、体 (23) 分别与四个接线孔相连， 其 接线孔 (1) 与一个绝缘的接线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (11) 相连， 接线孔 (2) 与接 线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (12) 相连， 接线孔 (3) 与接线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (13) 相连， 接线孔 (4) 与接线端子体 (23) 上的螺旋紧固端子 (14) 相连。0016 指针 (9) 在电能表刻度盘 (8) 上偏转指示的读数是当前的耗电量， 每消耗0.01(kWh)， 指针 (9) 在电能表刻度盘 (8) 上顺时针偏转一小格， 每消耗 0.1(kWh)， 指针 (9) 在电能表刻度盘 (8) 上顺时针

16、偏转 10 小格， LCD(15) 上的 “总耗电量” 窗口 (10) 内的数字 则累加 0.1(kWh)。附图说明0017 图 1 是本实用新型右侧的外形图 ；0018 图 2 是本实用新型正视图 ；0019 图 3 是本实用新型爆炸图 ；0020 图 4 是本实用新型外壳后视图 ；0021 图 5 是本实用新型刻度盘、 步进电机与 PCB 板的装配正视图 ；0022 图 6 是本实用新型刻度盘、 步进电机与 PCB 板的装配背面视图 ；0023 图 7 是本实用新型刻度盘、 步进电机与 PCB 板的装配左侧视图 ；说 明 书CN 201666903 UCN 201666904 U3/4 页50024 图 8 是本实用新型电原理框图。具体实施方式0025 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。0026 本实用新型包括 ： 市电 220V 进线接线孔 (1)(3)、 输出接线孔 (2)(4)、 电表的上盖(5)、 电表的底壳 (6)、 接线盒盖 (7)