【轉載】電子式電錶的一些計量問題(ADE7755)

http://www.analogcn.com/Article/wz1/200803/20080311104557.html

[color=blue][b]電子式電能表的計數原理[/b][/color]

目前大家接觸最多的電子式電能表都是採用美國模擬器件公司(Analog Devices公司)的AD7755芯片爲核心的表計。此類表計多爲8次脈衝輸出,1次顯示字輪驅動,即脈衝輸出與顯示字輪驅動的比例爲8:1,也就是說在脈衝輸出端(CF端)連續輸出到第8個脈衝時,才輸出1個脈衝到顯示字輪驅動;顯示字輪驅動採用的是兩相步進電機,每次電錶通電後芯片總是先輸出第一相驅動脈衝,當芯片輸出第一相驅動脈衝後才能輸出第二相脈衝驅動步進電機帶動顯示字輪,從而對負荷進行計量顯示。

[b][color=blue]AD7755芯片爲核心的電能表存在的缺陷 [/color][/b]

AD7755芯片內部沒有掉電保持的計數器及狀態存儲器,每次掉電後再上電時,芯片總是從初始狀態開始計數;它在小電流負荷時還存在非線性誤差。從其計數原理我們可以分析出,在以下三種情況下必然造成對用電量的漏計:

第一種情況:在用電過程中,當脈衝輸出端(CF端)輸出脈衝個數不爲8的整數倍的時刻如遇停電,此時電錶最多將漏計7個脈衝。這是由於AD7755芯片內部沒有掉電保持計數器造成的。

第二種情況:由於電錶芯片每次在通電後總是先輸出第一相驅動脈衝,因而當芯片輸出第一相驅動脈衝後如遇停電,再通電時,芯片仍然輸出第一相驅動脈衝,而此時兩相步進電機不會動作,這樣電錶最多就將漏計8個脈衝。這是由於AD7755芯片內部沒有狀態存儲器造成的。

第三種情況:AD7755芯片在負載電流小於啓動電流一定程度(此電流對於不同的表計其電流閘值有所不同)時,輸出脈衝端(CF端)與兩相步進電機驅動脈衝比例不再是8:1(其比例值與具體的表計及負載電流有關)。實驗中用一隻5(10A)的電子式電能表進行測試,其負載採用一隻27K純電阻,同時對錶計的CF端和字輪驅動脈衝輸出端進行監測,連續通電12h。發現表計CF端脈衝輸出約爲30個,屬正常;但字輪驅動沒有脈衝輸出(正常情況下應該輸出30/8個),明顯可以看出,此時CF端脈衝輸出數與字輪驅動脈衝輸出數的比例不再是8:1,而是遠大於8:1。實驗結果表明:如果用電戶的負荷當低於某個值時(如電器處於待機狀態、插座上的氖泡或低功耗滅蚊器等負載),該電錶幾乎不計量,而CF端仍然有脈衝輸出。這是由於AD7755芯片在小電流負荷時存在非線性誤差所造成。

[b][color=blue]數採器對電子式電能表抄讀原理[/color][/b]

數採器上的每一個電錶插口對應於一塊電錶,靠脈衝線將電子錶脈衝輸出端(CF端)輸出的脈衝傳輸到數採器內部進行處理,將其換算成電量。如果某塊表的脈衝常數是1600rim/Kwh,則當數採器採集到1600個脈衝時,就換算成1度電量。數採器內部有掉電保持的計數器,不會由於停電而造成脈衝的漏計。

現在我們來分析一下電子式電能表在集抄系統中出現抄讀誤差的原因:

從前面的闡述中可以明確:在用電過程中,每停電一次電子式電能表的顯示字輪驅動將漏計1——15個脈衝,由於數採器具有掉電保持功能,可以準確記錄CF端輸出的每個脈衝;在小負荷(負載電流小於表計啓動電流一定程度)狀態下,表計幾乎不計度,而CF端仍有脈衝輸出,數採器照常在計度。最終表象爲數採器抄讀數總是大於電錶顯示數,實際上是電子式電能表漏計了用電量。

[b][color=blue]美國模擬器件公司(Analog Devices公司)怎麼說?[/color][/b]

我們可以到Analog Devices公司(美國模擬器件公司)的網站:www.analog.com上去查看,該公司已經推出ADE7755芯片可以全面替換AD7755芯片,同時AD7755芯片已經廢止,根據該公司網站上的公開資料分析,ADE7755芯片解決了小電流負荷下的非線性誤差問題,但掉電情況下出現的漏計脈衝問題仍然存在。

[b][color=blue]用了這種電錶來實現集中抄表該怎麼辦?[/color][/b]

用AD7755芯片生產的電子式電能表,存在以上缺陷是固然的,這種電錶用在集抄中,表象爲一個月數採器抄讀數比電錶顯示數大2——10度(視不同表計類型、不同容量、不同用電負荷而不盡相同),這個差值實際上就是表計漏計掉的用電量。這種電錶用於集抄中出現這種現象後,爲保證數採器抄讀數與電錶讀數一致,建議每半年採用掌上電腦在現場進行修正一次;其次是,在訂購電子式電能表時,建議要求採用ADE7755芯片的表計(至少可以解決小電流負荷下的非線性誤差問題)。
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