【正文】 時數(shù)成比率輸出的儀表”。本次設計的主要內(nèi)容是以單片機為核心，具備雙向多費率計量、用戶控制、數(shù)據(jù)雙向通信、防竊電功能等多種智能化功能的智能電表。從而可以很方便地與計算機和其他儀器組成用戶需要的多種功能的自動測量系統(tǒng)，來完成更復雜的測試任務。 ⑦允許靈活地改變儀器的功能。 ⑤具有自診斷的能力，智能電能表若發(fā)生了故障，可以自檢出來，儀器本身還能協(xié)助診斷發(fā)生故障的根源。 ③能夠自動校準，智能電能表在使用前進行自動校準，在測量過程中進行校準，從而減少誤差。與傳統(tǒng)電能表相比，智能電能表具有以下幾個主要特點: ①測量精度高，可以利用微處理器執(zhí)行指令的快速性和A/D轉(zhuǎn)換的時間短等特點對被測量進行多次測量，然后求其平均值，就可以排除一些偶然的誤差與干擾，還可以通過數(shù)字濾波，剔除粗大誤差和隨機誤差的方法提高測量精度。以數(shù)字、字符、圖形等形式顯示各種狀態(tài)信息以及測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果。通過控制工/0接口電路進行數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)進行預定的設置。 智能電能表的軟件部分主要包括監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。人機交換通道是人與儀器相互溝通的主要渠道，它主要由鍵盤、數(shù)碼撥盤、打印機、顯示器等組成。輸入通道和輸出通道用來輸入輸出模擬量信號和數(shù)字量信號，它們通常由傳感器元件、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等組成。 從結(jié)構(gòu)上來說，智能電能表是一個專用的微型計算機系統(tǒng)，它主要由硬件和軟件兩部分組成。自2000年開始，上海電網(wǎng)率先在國內(nèi)推廣應用復費率分時電能表，即實行居民電費分時記度——單相兩費率電能表(黑白表)用的雙步進電機控制驅(qū)動專用集成電路，用兩個機械記度器分別顯示白天和黑夜的用電量。復費率多功能電能表的出現(xiàn)，目前正處于感應式機械電能表向電子式電能表的轉(zhuǎn)變過程中，其基本上分為機械式、機電一體式及全電子式三種。同時，要求完善兩部制電價制度，擴大多功能表應用范圍，為多費率和多功能電能表帶來了廣闊的應用空間。為此，電力部門廣泛地使用有多個計度器能在不同費率時段內(nèi)記錄交流有功或無功電能的復費率電能表。電力生產(chǎn)的特點是發(fā)、供、用電同時完成，因此，電能作為一種不可儲存商品的流通使用過程中，對其準確計量有其特殊性。居民用戶的計費電能表也正在逐步電子化過程中，如法國2001年起已停止購買安裝感應式電能表；意大利在2005年已經(jīng)將全部感應式電能表更新為自動抄表的電子式電能表；英國目前已有80%居民計費用表為電子式電能表。隨著電子技術(shù)的進一步發(fā)展，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)和大規(guī)模集成電路的逐步完善，促使各種性能和各種功能的電子式電能表逐步成為電能計量的主力軍，尤其是多功能電能表的智能化功能日趨完善。在二十世紀六十年代末，日本衫山桌先生發(fā)明了時分割乘法器并且提出了其功率測量原理，實現(xiàn)了全電子化電能計量裝置，并由日本橫河株式會社生產(chǎn)了2885型數(shù)字功率變換器，受到全世界的關(guān)注。即使一些機電一體式的特種電能表，例如：分時多費率（TOU）電能表、有脈沖輸出的電能表、多路最大需量表、預付費電卡電能表和電力定量器，它們采用感應式電能表作基表，同時應用電子電路來實現(xiàn)新的功能。機械感應式電能表的精度低、非線性負荷計量誤差大和難以實現(xiàn)各種功能的諸多缺點，造成感應式電能表發(fā)展停滯不前。隨著微電子高新技術(shù)和電子工業(yè)的高速發(fā)展以及用電負荷特性的不同，對電能計量精度提出了新的要求，電子式電能表越來越顯示出其優(yōu)越性。至此，感應式電能表在電能計量中已經(jīng)得到了廣泛的應用。當時，國外的感應式電能表的過負荷能力達到600％以上，而且采用雙寶石軸承和磁力軸承，使電能表壽命長達15～30年。而后，隨著一些性能較好的高導磁材料的出現(xiàn)，大大地減輕了電能表的重量并縮小了其體積，～2kg，而且降低了其功率消耗。1905年出現(xiàn)了增加非工作磁路改進90176。在二十世紀很長的一段時期內(nèi)，感應式電能表發(fā)展方向主要是在縮小體積和改善工作性能方面。直到十九世紀末期才逐步開始采用直流磁鐵，降低了旋轉(zhuǎn)速度，增加了力矩，采用澆鑄零件，改進了計數(shù)機構(gòu)，同時采用了一個圓盤代替了原來一個盤一個杯的轉(zhuǎn)動元件，并且使用鋁盤來代替銅盤。另外，在解決內(nèi)相角的問題上，還使用過人工線路和合成磁場的方法。這塊感應式電能表的電壓鐵芯重6kg，由于它沒有單獨的電流鐵芯，因此電壓鐵芯總的電抗就必需做得很大，體積也就很大了。1889年。這些理論和模型都是交流電能表雛形的萌芽。由此，交流感應式電能表又稱作弗拉里表。意大利科學院的物理學家弗拉里斯(Ferraris)1880年美國人愛迪生利用電解原理制成了直流電能表(即安時計)。關(guān)鍵字：自動化功能、智能化功能、芯片AbstractSmart meters on the basic functions of the traditional energy meter new automation capabilities and intelligent features, smart meters with a more powerful internal MCU (microcontroller unit), with twoway munication, twoway metering and powerful control functions. The main content of the design of the microcontroller as the core, with twoway multirate measurements, the user control, twoway data munication, antitampering features a variety of intelligent features smart meters. The smart meter is microprocessor or microcontroller chip (SCM) as the core can store large amounts of measurement information and realtime analysis of the measurement results, and make a variety of instrument of judgment. Smart meter generally have simple measurement functions, powerful data processing capability, autozero and unit conversion function, simple fault tips, operator panel and display, alarm function.The smart meter is microprocessor or microcontroller chip (SCM) as the core can store large amounts of measurement information and realtime analysis of the measurement results, and make a variety of instrument of judgment. Smart meter generally have simple measurement functions, powerful data processing capability, autozero and unit conversion function, simple fault tips, operator panel and display, alarm function.Keyword：Automation functions, intelligent features, the chip第一章 綜述隨著社會生活中工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)以及居民生活的用電需求日益增長，人們對電能的交易日益頻繁，電能表是衡量電能交易數(shù)額的計量器具，其技術(shù)性要求很高，既要求準確、更要求穩(wěn)定，并保證長期可靠。智能電能表是以微處理器或微控制器芯片(如單片機)為核心的可以存儲大量的測量信息并具有對測量結(jié)果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力的儀器。其是以微處理器或微控制器芯片(如單片機)為核心的可以存儲大量的測量信息并具有對測量結(jié)果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力的儀器。智能電表設計摘要智能電表在傳統(tǒng)電能表的基本功能上新增了自動化功能和智能化功能，智能電表內(nèi)部帶有功能較強的 MCU（微控制器單元），具備雙向通信、雙向計量和強大的控制功能。本次設計的主要內(nèi)容是以單片機為核心，具備雙向多費率計量、用戶控制、數(shù)據(jù)雙向通信、防竊電功能等多種智能化功能的智能電表。智能電能表一般具有自動測量功能，強大的數(shù)據(jù)處理能力，進行自動調(diào)零和單位換算功能，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能。智能電能表一般具有自動測量功能，強大的數(shù)據(jù)處理能力，進行自動調(diào)零和單位換算功能，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能。自1885年交流電的發(fā)現(xiàn)和應用給電能表的發(fā)展提出了新的要求，交流電能表從此應運而生。在1888年提出用旋轉(zhuǎn)磁場的原理來測量電能量，即在一個可轉(zhuǎn)動的導體上作用兩個同頻率但空間和相位不同的交變磁場，導體就能旋轉(zhuǎn)。當時，在美國電工技術(shù)學校有位教師也利用同一原理制造出感應式電能表的模型。從此，感應式電能表在電能計量應用中占據(jù)了極其重要地位。為了減少尺寸和重量，人們開始研究把電壓與電流磁路分開，采用了獨立電流鐵芯，從而大大縮小了其體積。到1890年以后出現(xiàn)了帶電鐵芯的電能表，然而轉(zhuǎn)動元件仍是一銅杯，反作用力矩的產(chǎn)生是依靠交流電磁鐵。二十世紀初，感應式電能表就得到了飛速發(fā)展。的方法，使電能表的各項參數(shù)有了很大提高。從三十年代開始，電能表采用鉻鋼、鋁鎳合金代替原來的鎢銅，并通過降低電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速來降低其損耗，同時改善了電能表的負荷特性。感應式電能表的突出優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單、操作安全、維修方便、造價低廉，但是它也存在的許多缺點，如：準確度低、適用頻率窄、功能單一等等。由于機械感應式電能表的驅(qū)動線圈的低頻窄帶電磁特性，即對于基波外的各次