專利名稱：單相磁卡電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電功計量裝置，特別是一種單相磁卡電度表。
目前所使用的電度表，特別是單相電度表，基本上都是機(jī)械式的。供電部門需定期入戶查表，因而管理工作量大，且有許多弊端和漏洞。近來已有人設(shè)計了卡式電度表，如中國專利CN2158541Y所公開的卡式電度表。這種電度表是在原機(jī)械電度表的轉(zhuǎn)盤上開一小孔，利用光電原理將轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號，然后通過單片機(jī)將此脈沖信號數(shù)據(jù)與用戶卡的讀入信息進(jìn)行運(yùn)算處理，根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果來控制用電電路的通、斷。但是上述的卡式電度表采用的是電卡，其容量較小，只能利用軟件加密，所以保密性較差，易破譯而被非法仿制。另外，上述電卡式電度表只進(jìn)行機(jī)械采樣，即僅將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)作為計算和控制的依據(jù)，因而不能有效地防止竊電；如果原機(jī)械電度表出現(xiàn)故障，則會發(fā)生錯誤的計量。再者，電卡的制造成本較高。由于以上原因，特別是其保密性差到目前為止電卡式電度表仍難以得到推廣。
本實(shí)用新型的目的是提供一種保密性強(qiáng)，且可防止竊電的單相磁卡電度表。它可根據(jù)用戶購買的磁卡自動監(jiān)視和控制用戶的用電狀況。
本實(shí)用新型的目的是通過如下途徑來實(shí)現(xiàn)的所提供的單相磁卡電度表包括一個機(jī)械式電度表芯，一個單片機(jī)以及分別與該單片機(jī)相連的光電式機(jī)械采樣電路、控制用電電路通斷的開關(guān)電路和用戶卡讀入器。其中用戶卡讀入器是磁信息讀入器。另外，還設(shè)有一個與上述單片機(jī)相連的用電電路的電壓、電流采樣電路。機(jī)械采樣電路將機(jī)械式電度表表芯的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)變換為脈沖信號，送入單片機(jī)中計數(shù)處理，作為電度量的計量數(shù)值。電壓、電流采樣信號送入單片機(jī)中作為計量電度量的參考標(biāo)準(zhǔn)。用戶磁卡上的供電量數(shù)值通過讀入器存入單片機(jī)的存貯器里。單片機(jī)將機(jī)械采樣值與磁卡的電度量值作減法運(yùn)算，同時也與電壓電流采樣值進(jìn)行比較，并依此通過開關(guān)電路來控制用電電路的通斷。
本實(shí)用新型并不改變機(jī)械式電度表的結(jié)構(gòu)和顯示方式。由于磁卡的容量較大，可采用磁跡加密，所以本實(shí)用新型的保密性比電卡式電度表好得多，這就為實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造了條件。由于本實(shí)用新型設(shè)置了電壓、電流采樣電路，其采樣信號作為計量的參考基準(zhǔn)，因而可有效地防止竊電或人為阻止機(jī)械式電度表轉(zhuǎn)盤的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，本實(shí)用新型及所使用的磁卡的制造成本也較低，并且使用也較方便。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的內(nèi)容作詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2是本實(shí)用新型的機(jī)械采樣電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的電壓、電流采樣電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的開關(guān)控制電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型的磁信息讀入器的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本實(shí)用新型單片機(jī)的主控板線路圖。
如圖1所示機(jī)械采樣電路2從機(jī)械式電度表1上將其轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)變換成脈沖信號送入單片機(jī)3中。電壓、電流采樣電路4從供電線路9上采集的數(shù)據(jù)也送入單片機(jī)3中。磁信息讀入器6從用戶磁卡上讀入供電量信息，送入單片機(jī)的存貯器。單片機(jī)3將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。如果用戶的用電量沒有超過規(guī)定，則用電線路通，指示燈7亮，如果用電量達(dá)到了規(guī)定值的下限，單片機(jī)將發(fā)出指令，蜂鳴器8響，提醒用戶應(yīng)購買新磁卡；如果用電量到達(dá)規(guī)定值的上限，單片機(jī)3將向開關(guān)電路5發(fā)出斷電指令，切斷用電線路；如果磁卡是偽卡，則指示燈7閃爍，蜂鳴器8響。
機(jī)械采樣電路2如圖2所示它由紅外發(fā)射管23、接收管24和與接收管24輸出端相接的整形三極管25組成。機(jī)械電度表的轉(zhuǎn)盤21上開有兩個小孔22，所以轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈將產(chǎn)生兩個脈沖信號，該信號經(jīng)三極管25整形后送入單片機(jī)主控板上J1的8腳(參見圖6)，作為電度量的計量數(shù)值。
電壓、電流采樣電路4如圖3所示電壓采樣電路由電壓互感器41、整流器42和跟隨器43依次相接組成；電流采樣電路由電流互感器44、整流器45和跟隨器46組成。跟隨器43、46的輸出分別送入單片機(jī)主控板上J1的3腳和4腳。單片機(jī)將采集的電壓、電流值U、I按下式計算功率P2 P2＝∫t0I·U·sinφdt.
然后將計算功率P2與機(jī)械采樣的計量功率P1進(jìn)行如下判斷｜ (P1)/(P2) - 1｜＝m若m＜0.3，則認(rèn)為電度表工作正常。
若m≥0.3，則判定有竊電行為或電度表工作不正常，單片機(jī)發(fā)出警告信號。
與此同時，電壓、電流采樣信號還經(jīng)二極管47、48送入比較器49。當(dāng)電壓過高或超負(fù)荷時，比較器49輸出高電平，并送入開關(guān)電路，將用戶線路斷開，從而起到了保護(hù)作用。
開關(guān)控制電路5如圖4所示它由振蕩器51、D觸發(fā)器52、驅(qū)動電路53及接在用電線路上的可控硅54組成，其中觸發(fā)器52的觸發(fā)端通過或非門55分別與前述開關(guān)電路的比較器49和單片機(jī)相接。當(dāng)用電量使用完后，單片機(jī)送出一高電平，或者電壓過高時，比較器49輸出一高電平，則可控硅54截止，將用電線路斷開。反之，可控硅49導(dǎo)通。
磁信息讀入器6的結(jié)構(gòu)與圖5所示它由設(shè)在讀入槽61側(cè)面的雙聲道讀入磁頭62、消磁頭63和CXA1034放大處理板64組成；在讀入槽61的側(cè)面設(shè)有一個彈簧片65，以便磁卡能平穩(wěn)通過讀入槽。
如圖6所示單片機(jī)3采用8051芯片，它將機(jī)械采樣數(shù)據(jù)與讀入磁頭送來的供電量數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算，并與電壓、電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果向開關(guān)電路發(fā)出斷電或加電的控制信號。
權(quán)利要求1.單相磁卡電度表，包括一個機(jī)械電度表芯，一個單片機(jī)(3)以及分別與單片機(jī)相連的光電式機(jī)械采樣電路(2)、控制用電電路通斷的開關(guān)電路(5)和用戶卡讀入器，其特征是所說的用戶卡讀入器是磁信息讀入器(6)，另外還設(shè)有一個與上述單片機(jī)(3)相連的用電電路的電壓、電流采樣電路(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的電度表，其特征是所說的電壓、電流、采樣電路(4)由互感器、整流器和跟隨器依次相接組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電度表，其特征是機(jī)械采樣電路(2)由紅外發(fā)射管(23)、接收管(24)和與接收管(24)輸出端相接的整形三極管(25)組成。
4.如權(quán)利要求1所述的電度表，其特征是磁信息讀入器(6)的讀入磁頭(62)是雙聲道磁頭，讀入槽(61)的側(cè)面設(shè)有一個彈簧片(65)。
5.如權(quán)利要求3所述的電度表，其特征是磁信息讀入器(6)的讀入磁頭(62)是雙聲道磁頭，讀入槽(61)的側(cè)面設(shè)有一個彈簧片(65)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種單相磁卡電度表。它主要由一個利用光電轉(zhuǎn)換從機(jī)械電度表轉(zhuǎn)盤上采樣的機(jī)械采樣電路、電壓電流采樣電路、磁卡讀入器、開關(guān)控制電路和單片機(jī)組成。機(jī)械采樣數(shù)據(jù)作為用電計量，與來自磁卡讀入器的供電量值進(jìn)行減法運(yùn)算；電壓電流采樣數(shù)據(jù)作為用電量參改標(biāo)準(zhǔn)，與用電量進(jìn)行比較。單片機(jī)根據(jù)運(yùn)算結(jié)果向開關(guān)電路發(fā)出斷電或加電的控制信號。本電度表保密性好，并可防止竊電行為。
文檔編號G01R11/24GK2191436SQ94212539
公開日1995年3月8日 申請日期1994年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月27日
發(fā)明者師拴平 申請人:師拴平