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一種簡單的電子公用儀表解決方案

作者: 時間:2009-03-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195914.htm

公用與目前使用的傳統(tǒng)機(jī)械式和機(jī)電式解決相比,具有很多優(yōu)勢。無論是氣表、水表、熱表,還是電表,都可以利用的如下某些或全部特性:

  精度更高
  校準(zhǔn)容易
  防篡改保護(hù)
  自動抄表
  安全性好
  先進(jìn)的計費(fèi)方式(分時計費(fèi)和預(yù)付費(fèi)等)
  儀表的設(shè)計不一定要采用復(fù)雜的實現(xiàn)方式。在本文所介紹的實例中,通過基于單片機(jī)(MCU)的脈沖計數(shù)器可以大大簡化各類儀表的實現(xiàn)。圖1給出了一種基于MCU的典型計數(shù)器的組成框圖。

  

   圖1 帶外部時鐘輸入的MCU 8位或16位定時器

  精度更高

  儀表是根據(jù)測量精度進(jìn)行分類的。例如,一個機(jī)械式電表的典型精度是2%左右。相比之下,一個普通的電子電表可以達(dá)到0.2%的測量精度。如果在儀表設(shè)計中使用MCU,那么就能夠通過改變軟件參數(shù)調(diào)節(jié)測量精度。這樣,只需開發(fā)一個硬件平臺就可以支持多級測量精度,因此可使儀表生產(chǎn)商簡化生產(chǎn)流程,且可為安裝儀表的公用事業(yè)公司帶來良好的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
  校準(zhǔn)容易

  常規(guī)的機(jī)械式儀表包含很多可動的部件。隨著使用時間的延長,這些部件可能需要重新調(diào)校,才能使儀表恢復(fù)正常狀態(tài)。調(diào)校時通常要把儀表拆卸下來并返回廠家進(jìn)行校準(zhǔn),非常不便。但是通過使用MCU中的非易失性存儲器(EEPROM或Flash)就可以很方便的存儲或更新校準(zhǔn)信息,甚至可以設(shè)計為采用自動校準(zhǔn)的方式。

  

   圖2 氣表結(jié)構(gòu)框圖

  防篡改保護(hù)

  一般來說,公用儀表最大的一個問題就是偷竊現(xiàn)象。在很多情況下,篡改儀表是為了改變測量結(jié)果。偷竊問題通常出現(xiàn)在電表上,形式多種多樣。根據(jù)電表的類型,某些儀表可能被反接而使電量計數(shù)遞減而不是遞增。另外,采用鋼鐵材料作旋轉(zhuǎn)盤片的老式儀表易受磁體的影響,會因此而減慢旋轉(zhuǎn)的速度,從而引起錯誤的電量測量結(jié)果??梢允褂脦讉€簡單的方法來檢測電子儀表的篡改和偷竊現(xiàn)象。尤其對于電表來說,可以檢測到多種“典型”情況,如:

  ?負(fù)載不對稱(回路被接地,導(dǎo)致不對用電進(jìn)行計量)

  ?電表暫時斷開(或被旁路)

  ?使用永磁體使電流互感器飽和或停止計數(shù)器

  ?惡意破壞


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