铁电体记忆型数字式电能表.doc

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1、铁电体记忆型数字式电能表国嘉实业股份有限公司张铁家摘要本文介绍采用具有存贮功能的铁电休记忆器件代替感应式电能表中的计度器而构成的机一电式电能表。并且由于省去了计度器，所以消除了原感应式电能表中计度器摩擦力矩对电能表性能的影响。文中介绍了这种数字式电能表的原理、组成。叙词电度表机电一体化数字化一、前言随着电子技术及其元器件的发展，各种电子式电能表已有供应，但由于其线路复杂，试调技术要求高，价格等原因，目前仅在高精度等级中得到了发展和应用，而在大多数场合中仍采用结构简单、性能可靠、价格低廉的感应式电能表。本文介绍用具有存贮功能的铁电体记

2、忆器件代替感应式电能表中的计度器，组成一种机一电式电能表，它兼具有感应式电能表简单、可靠的特点，又具有数字显示、数字输出的特点，而且由于省去了计度器，消除了计度器摩擦力矩的影响，而使电能表性能更易于保证。二、工作原理与组成仪表的原理框图如图1所示，电路组成如图2(见下页)。图中耗电量/转盘转速转换仍用感应式电能表的结构，它把电能转换为圆盘的转动。在圆盘上开孔或涂漆，采用光电转换而使圆盘转数转换成电脉冲信号，这部分技术在本刊上已多次做过报道，这里从略。电脉冲信号进入计数器进行累计并通过铁电式记忆寄存器进教据输出入译码显示器对能耗进行显

3、示，同时实现数字化信号输出。图2中复电、装数单稳脉冲电路用来在停电后复电时恢复电能表的正常累计计数，保证不失原耗电字，达到正确计数。铁电体IC存贮器具有“磁芯随机存贮器”的功能，即它在断电后仍能“保持”(或记忆)原来的状态。这是由于铁电材料在外电场作用下极化，而在电场相反时出现相反方向的极化。这两个稳定的极化状态使它能永久保持其中一个状态，并在外界作用下取出所保持的状态。在本仪表应用中，它接在计数器的输出.并接到译码显示器。当正常工作时，它的状态与计数器相同且被显示;当停电时，显示器熄灭，但在铁电元件中仍保持停电时的状态。当复电时，

4、复电单稳电路给出一个脉冲.先使十进/二一八进制可预置计数器处于预置数状态，而铁电元件为并行输出状态，把铁电元件存数转移给可预置计数器。等单稳恢复常态后，计数器进入计数状态，铁电元件也进入正常寄存状态，也就是整个计度器在原数值的基础上进入复电后的正常计度状态，继续累计用电负载消耗电能的实际情况。三、铁电体记忆元件铁电体可制成具有两个不同电压阀值的“双稳态电容器”，由极化状态保存逻辑‘'0”和,.1;，如要对这些非易失数字进行“读”、“写”时，可对每个相应存贮元件加上大于阀值的一定电场。把这种“双稳态电容器”与T"I'L集成电路相结合即

5、组成铁电式IC元件。这里用的铁电元件由8个D型触发器各增添一铁电电容构成的存贮型锁存器。由时钟控制触发电路的输出脉冲上升沿把输入线路的数据传送至输出线路。状态保持到另一新输入脉冲到来受其作用时才加以改变.撤去电源时铁电电容保存最后的工作状态。电源复通时铁电电容又促使D触发电路进入最后保存的状态，每次数据更新可保存数据达一年之久。在本电能表中.它作为缓冲存贮器被使用，它是电能表存、读电路的核心，使之在断电时不遗失数据。四、结束语作者对上述电路进行了实践.结果表明计数正确，能达到正确显示负载能耗的计量效果。本仪表不仅消除了原电能表计度器

6、摩擦力矩对电能表性能的影响，且具有数字输出功能.可与计算机联机，进一步实现对电能的处理和控制，整机性能可靠，结构简单，生产调试方便，至于成本视增加的元器件价格与生产的批量有关。本电能表经实验，证明切实可行，作者愿与有关人士、单位合作，使之早日用于实践。参考文献(略)(刘家新编发)