电子式电能表电原理图分析
电子式电能表原理
第四节 单相预付费电能表
一、基本原理 二、IC卡技术 三、主要性能指标及
功能
一、基本原理
单相预付费电能表原理框图如图3-25所 示。
一、基本原理
工作原理： 测量模块为表计核心，它和普通电子 式单相电能表采用相同技术输出功率脉冲 到微处理器。微处理器接收到测量部分的 功率脉冲进行电能累计，并且存入存储器 中，同时进行剩余电费递减，在欠费时给 出报警信号并控制跳闸。它随时监测IC卡 接口，判断插入卡的有效性以及购电数据 的合法性，将购电数据进行读入和处理。
第二节 全电子式电能表的结构和工作原理
一、输入变换电路
二、乘法器电路
三、电压／频率转换器 四、分频计数器
五、显示器
一、输入变换电路
输入电路的作用，一方面是将被测信
号按一定的比例转换成低电压、小电
流输入到乘法器中；另一方面是使乘 法器和电网隔离，减小干扰。
一、输入变换电路
（一）电流输入变换电路 1．锰铜片分流器 以锰铜片作为分流电阻RS，当大电流i （t）流过时会产生相应的成正比的微弱电压 Ui（t），其数学表达式为 Ui（t）＝i（t）R
第一节 机电式电能表的结构和工作原理
机电式电能表主要由感应式测量机构、 光电转换器和分频器、计数器及显示器四大 部分组成，工作原理框图如图3-1所示。
§ 感应式测量机构的主要作用是将电能信号转 变为转盘的转数 § 光电转换器的作用是将正比于电能的转盘转
第一节 机电式电能表的结构和工作原理
一、单向脉冲式电能表
二、乘法器电路
模拟乘法器是一种完成两个互不相关的模拟 信号（如输入电能表内连续变化的电压和电流） 进行相乘作用的电子电路，通常具有两个输入端 和一个输出端，是一个三端网络，如图3-15所 示。理想的乘法器的输出特性方程式可表示为 UU (t ) KU X (t )UY (t )
机电脉冲式和全电子式电能表工作原理说明
机电脉冲式和全电子式电能表工作原理说明电子式电能表是由电能测量机构和数据处理机构两大部分组成的。
根据电能测量机构又可以分为机电脉冲式和全电子式两大类；1.机电脉冲式电子电能表它是一款出现较早的电能表，简称机电式电能表或脉冲电能表，它沿用了感应系测量机构，数据处理机构则由电子电路和计算机控制系统实现。
在制造上只需将普通感应系电能表的机械式传动计数器换为以单片机为核心的电子计数装置即可。
因而机电脉冲式电子电能表是一种电子线路与机电转换单元相结合的半电子式的电能表。
机电脉冲式电子电能表主要由感应系测量机构、光电转换器和分频器、计数器以及显示器四大部分组成。
感应系测量机构的主要功能是将电能信号转变为转盘的转数；光电转换器的功能是将正比于电能的转盘转数转换为电脉冲，此脉冲数同时也正比于被测电能；分频器和计数器的主要功能是对经光电转换成的脉冲信号进行分频、计数，从而得到被测量的电能量;显示器的功能是利用电子器件显示电能表所测量的电能a和其他电参数，便于读取数据。
（机电脉冲式电能表的工作原理）所谓分频，就是降低电能输出脉冲信号频率，使输出信号的频率分为输入信号频率的整数分之一。
分频的目的，一是为了方便取出电能计量单位的位数和正常的校表习惯；二是为了考虑计数器长期计数的容量问题。
所谓计数，就是把经过分频处理的电能脉冲，通过累计脉冲个数的方式，终以数码的形式显示电能测量的结果。
因为集成器件的工作可靠性、抗干扰能力、功率消耗、电路保安和机械尺寸均优于分立元件电路，所以分频器和计数器采用CMOS集成器件。
光电转换器是连接电能测量机构和数据处理机构的纽带。
光电转换器包括光电头和光电转换电路两部分。
单向脉冲电能表只有一套光电转换器，而双向脉冲电能表有两套光电转换器，具有同时计量正向电量和反向电量的功能。
2.全电子式电能表全电子式电能表是在数字功率表的基础上发展起来的，全电子式电表与机电脉冲式电能表不一样，它的测量机构不再使用感应系的，改用乘法器完成对负荷功率的测量。
电子式电能表的工作原理及AD7755的简介
电子式电能表的工作原理及AD7755的简介电子式电能表的工作原理为：由分压器完成电压取样，由取样电阻完成电流取样，取样后的电压、电流信号由乘法器转换为功率信号，经V/F变换后，输出的脉冲信号推动计数器工作，如果是智能电表，则将脉冲信号输入单片机系统进行处理。
要完成上述功能，就要采用专用的电功率测量芯片，其中最常用的AD7755就是一种高精度的电功率测量芯片，其内部的乘法器是数字型乘法器。
AD7755的功能框图见图 1，引脚见图2。
它输出的脉冲信号可以直接驱动计数器的步进电机。
AD7755的性能测试电路见图3。
其中V1P、V1N为电流传感器的模拟输入端，V2P、V2N为电压传感器的模拟输入端。
按图中SCF、S1、SO的接法，CF输出频率是F1和F2的16倍。
图1 AD7755内部框图图2AD7755引脚排列图3 AD7755性能测试电路图4 AD7755信号处理框图AD7755的信号处理框图见图4。
两个ADC分别对来自CH1（交流电流取样）和CH2（交流电压取样）的电压信号进行数字化，这两个ADC都是16位的数模转换器。
电流通道内的高通滤波器（HPF）滤掉电流信号中的直流分量，从而消除了曲于电流或电压失调所造成的有功功率计算上的误差。
瞬时功率由电压信号和电流信号直接相乘得到，通过低通滤波器（LPF）得到有功功率。
再经电压一频率转换，引脚F1和F2以较低频率形式输出有功功率平均值，此脉冲推动计数器计数，引脚CF以较高频率形式输出有功功率瞬时值，用于仪表校验，由于其输出频率高，便于进行处理，因此本文利用CF输出的脉冲信号作为测量信号。
AD7755在电子电度表电路中的应用AD7755是一种高准确度电能测量集成电路。
AD7755只在ADC和基准源中使用模拟电路，其它信号处理（如相乘和滤波）都使用了数字电路，这使AD7755在恶劣的环境条件下仍能保持极高的准确度和长期的稳定性。
AD7755有24脚DIP和SSOP两种封装。
20.电能表(电能表结构和工作原理)
电子式电能表与感应式电能表相 比主要优点有哪些？
▪ 测量精度高、频带宽、过载能力强、功率 小，由于可将测量值（脉冲）输出，故可 进行远方测量。此外，引入单片微机后， 可实现功能拓展，制成多功能和智能电能 表等。
什么是多功能电能表？
▪ 根据电力行业标准DL∕T614-1997对电子式 多功能电能表的定义：“凡是由测量单元 和数据处理单元等组成，除计量有功、无 功电能外，还具有分时、测量需量等两种 以上功能，并能显示、存储和输出数据的 电能表”。
电能表基础知识
电能计量的基本概念
▪ 随着国民经济的发展和人民生活水平的持续提高，电能已 得到越来越广泛的运用。电能有别于其它产品，首先它是 看不见、摸不着的，在使用的过程中无法直接通过人的感 观器官确定量的多少，必须通过专用的设备进行测量。这 种专门用于测量电能量的设备叫电能计量装置，既电能计 量的专用设备叫电能计量装置；其次电能不能存储，电力 企业的生产和销售是同时完成的，等用户使用后再测量是 无法测量的。所以在电能的生产、传输和使用中，电力部 门装设了大量的电能计量装置，以正确、及时了解各环节 中电能的数量。这些数据不仅是电力系统内部进行生产安 排调度的依据，还关系着国计民生和千家万户，尤其在如 今的社会主义市场经济条件下，更需要依法测量，保证测 量数值的准确、公正，以保护国家、电力用户和电力部门 的经济利益。如何对电能进行测量？又如何能够保证测量 的准确公正？这是一门复杂的学科，我们称它为电能计量。
▪ 精密级：0.01、0.05级，主要作为校验普通等级电能表的校验基准。
3按用途分：
▪
1）有功电能表；用于测量有功电量。
▪
2）无功电能表；用来计量发、供、用电的无功电能。
▪
3）最大需量表；是一种能计算用户耗电量的数量，还指示用户
电子式电能表工作原理
电子式电能表工作原理目前大多应用单相电子式电能表，其中采用步进式马达推动计数器工作，请问电流经取样后是如何使之与步进式马达的推动成正比的？另外有谁知道它所用的集成电路ade7755的引脚功能？也望一并提供。
Ade7755v/F转换器，即电压-频率转换器。
ade7755是用于电能计量设备上的芯片，它将有功功率的信息以频率的形式输出。
有功功率由电流和电压通道信号的乘积通过低通滤波获得。
最后，它被V-F转换，并以频率的形式从F1和F2引脚输出。
同时，CF引脚输出用于电表校正的高频信号。
F1和F2的输出信号可以直接驱动步进电机。
该芯片采用过采样ADC和DSP技术，对温度的灵敏度较低，即使在非常恶劣的温度条件下也能保持较高的测试精度。
由于芯片中设计了抗混叠滤波器，最大限度地降低了片外滤波器的要求，使得片外一阶R-C滤波器的-3dB调谐频率可以扩展到100kHz，这不仅降低了滤波器中的电阻和电容，同时也大大降低了对电阻和电容的精度要求。
电流通道可编程放大器（PGA）可提供4种不同的增益，增益为1/2/8/16倍，适用于不同的锰铜采样电阻。
由于电流和电压通道采用几乎相同的电路（唯一的区别是电流通道有四个不同的增益，而电压通道只有单位增益），因此可以忽略芯片本身造成的电压和电流通道之间的相位匹配误差。
芯片中设计了电源电压检测电路。
当电源电压降至80%VDD时，芯片将自动复位。
检测电路的检测阈值设计为100mV滞环电压范围，以避免电源电压波动噪声引起的重复复位电子电度表功率表工作原理及窃电当电度表连接到被测电路时，被测电路的电压U被施加到电压线圈上，在其铁芯中形成交变磁通量，这是从回路磁极通过铝盘到回路电压线圈铁芯的磁通量φU的一部分；同样，被测电路电流I通过电流线圈后，电流线圈φI的U形铁芯中也应形成交变磁通量。
磁通量由U形成。
铁芯的一端从下到上穿过铝盘，然后从上到下穿过铝盘，返回到U形铁芯的另一端。
电度表的电路和磁路如图6-3所示。
电子式电能表内部原理
液晶具体工作原理：
在上下玻璃电极之间封入液晶材料，液晶分子平行排列上、下扭曲90度，
外部入射光线通过上偏振片后形成偏振光，该偏振光通过平行排列的液晶
材料被旋转90度，再通过与上偏振片垂直的下偏振片，被反射板反射回来 ，呈透明状态;当上、下电极加上一定的电压后，电极部分的液晶分子转 成垂直排列妥失去旋光性，从上偏振片入射的偏振光不被旋转，光无法通 过下偏振片返回，因而呈黑色。
电压/频率转换器：
得到输出电压U。的频率
22
谢谢.
计量中心 2012.5.16
根据需要将电极做成各种文字、数字、图形，就可以获得各种状态显示。
4
管理部分：
单片机：所有的控制命令，都是由它发出的。它是电子式电能表
的大脑
4
（一）单片机内部结构：
控制 结构
时钟
由晶振产生，相当于人的神经信号 原理:压电效应。在电场中的晶体受交变电压作用发生振 荡，振荡后产生交变电场，从而产生时钟频率。
计量单元
2013-7-31
测量部分：
1
接收交流电压、电流信号，将其运算后得 到 相乘的电功率信号，数字乘法器或A/稳定性的主要性能就由此部件决定。它是 电子式电能表的心脏
5
电能数字测量原理：
18
A/D转换器
类似于称重原理
数字乘法器
数字乘法器实现电能测量的精度主要取决于A/D转 换器的精度(位数)以及采样间隔的大小。A/D转换 器的精度越高，测量精度越高，采样间隔越小，测 量精度越高。
电子式电能 表内部原理
计量中心
5/16
2013-7-31
电子式电能 表内部结构
计量中心
2013-7-31
总体 结构
电子式电能表工作原理与基本结构
电子式电能表工作原理与基本结构电子式电能表1、电子式电能表按其工作原理的不同，可分为模拟乘法器型、电子式电能表和数字乘法器型电子式电能表。
2、一般来说，电子式电能表由六个部分组成：电源单元、电能测量单元、中央处理单元(单片机) 、显示单元、输出单元、通信单元。
3、正常供电时，电子式电能表的工作电源通常有三种实现方式：工频电源(即变压器降压) 、阻容电源(电阻和电容降压) 、开关电源。
4、电子式电能表的显示单元主要分为 LED数码管和 LCD液晶显示器两种，后者功耗低，并支持汉字显示。
5、电子式电能表的关键部分是电能测量单元6、时分割乘法器是许多电子式电能表的关键部分，它通常由三角波发生器、比较器、调制器、滤波器四个部分组成。
7、若某电子式电能表的启动电流是0.01Ib，过载电流是6Ib，则A/D型的电能表要求A/D转换器的位数可以是10，A/D的位数取决于Imax和Imin的比值，6÷0.01=600，而29＜600＜210，即要求A/D的位数至少是10位。
8、U/F(电压/频率)转换器组成的电能测量单元，其作用是产生正比于有功功率的电能脉冲。
9、采用电阻网络作为电能表的电压采样器的最大特点是线性好和成本低，缺点是无法实现电气隔离。
采用电压互感器的最大优点是可实现初级和次级的电气隔离，并可提高电能表的抗干扰能力，缺点是成本高。
请登陆: 浏览更多信息10、检定无源脉冲电能表误差：通常在脉冲正端施加一个VDD=＋5～12V的直流电源，有的现场校验仪或电能表检定装置具有这一电源，中间串联R=5～10Ω的电阻，再输入给检定脉冲回路。
11、单片机就是将微型计算机所具备的几个基本功能，如中央处理单元CPU 、程序存储器ROM 、数据存储器RAM 、定时计数器Timer/Counter 、输入输出接口I/O 等，集成到一块芯片中而构成小型计算机。
12、单片机的总线可以分为三种：地址总线AB 、数据总线DB 、控制总线CB 。
图1 DTSI858型三相电子式载波电能表工作原理框图
1.用途DTSI858型三相电子式载波电能表是采用先进微电子技术及SMT生产工艺制造的产品。
完成对单个用户用电电能的计量,具有自动抄表等功能；性能指标符合GB/T15284-2003标准、GB/T17215-2002标准和DL/T698-1999标准。
是改革传统用电体制，提高用电管理水平的理想电能计量设备。
可靠性高、性能稳定、通信能力达到国际先进水平。
安装在室内或室外电表箱内，适应于环境温度为-25℃～+55℃、年平均相对湿度不大于75%的条件下使用。
2. 功能及特点三相电子式载波电能表采用专用大规模集成电路计量额定频率为50Hz的三相交流有功电能；抄控器（或集中器）通过低压电力线与三相电子式载波电能表进行通信，将用电量等数据提供给东软远程集中抄表系统。
1、实现集中抄表。
2、软件扩频方式进行电力线载波通讯。
3、数据传输准确、可靠、通讯能力强。
4、电子计数部分采用ADE7752，有功电能计量精确，长期工作不须调校。
3. 工作原理3.1.原理框图图1 DTSI858型三相电子式载波电能表工作原理框图3.2.工作原理DTSI858电能表的有功电能计量采用大规模专用集成电路ADE7752完成。
低压电力线载波扩频通信和数据处理部分采用EASTSOFTES16T-10/5 (适用于小于60A)或ES16T-04/5(适用于小于120A)大规模专用集成电路芯片实现可靠的数据通信和脉冲计量的数据处理。
5.安装与参数设置5.1 安装三相电子式载波电能表应安装在室内或室外表箱內使用，安装表的底板应放在坚固耐火的墙上, 建议安装高度为1.8米左右。
电源接线按下图所示进行。
5.2 设置三相电子式载波电能表参数三相电子式载波电能表在出厂之前已经设置相关参数。
使用抄控器（或集中器）配合掌上电脑通过低压电力线对三相电子式载波电能表进行参数设置，参数包括：表号、表指示数等。
对于表号和表指示数的设置必须短路编程跳线。
5.3 抄读三相电子式载波电能表参数使用抄控器（或集中器）通过低压电力线对三相电子式载波电能表进行参数抄读,参数包括：表号、表指示数等。
电能表的工作原理及接线
单相有功电度表/三相四线制有功电度表/电子式电能表的工作原理及接线——图文JW原创一、机械式电度表的型号及其含义。
电度表型号是用字母和数字的排列来表示的，内容如下：类别代号+组别代号+设计序号+派生号。
如我们常用的家用单相电度表：DD862-4型、DDS97l型、DDSY97l型等。
1、类别代号: D--电度表2、组别代号表示相线：D--单相；S--三相三线；T--三相四线。
表示用途的分类：D--多功能；S--电子式；X--无功；Y--预付费；F--复费率。
3、设计序号用阿拉伯数字表示。
每个制造厂的设计序号不同，如长纱希麦特电子科技发展有限公司设计生产的电度表产品备案的序列号为971，正泰公司的为666等。
综合上面几点：DD--表示单相电度表：如DD971型 DD862型DS--表示三相三线有功电度表：如DS862，DS97l型DT--表示三相四线有功电度表：如DT862、DT971型DX--表示无功电度表：如DX97l、DX864型DDS--表示单相电子式电度表：如DDS97l型，DDS156型电子式单相电能表DTS--表示三相四线电子式有功电度表：如DTS97l型DDSY--表示单相电子式预付费电度表：如DDSY97l型DTSF--表示三相四线电子式复费率有功电度表：如DTSF97l型DSSD--表示三相三线多功能电度表：如DSSD97l型4、基本电流和额定最大电流基本电流是确定电度表有关特性的电流值，额定最大电流是仪表能满足其制造标准规定的准确度的最大电流值。
如 5(20)A 即表示电度表的基本电流为5A，额定最大电流为20A，对于三相电度表还应在前面乘以相数，如 3x5(20)A。
5、参比电压指的是确定电度表有关特性的电压值对于三相三线电度表以相数乘以线电压表示，如3x380V。
对于三相四线电度表则以相数乘以相电压或线电压表示，如3x220/380V。
对于单相电度表则以电压线路接线端上的电压表示，如220V。
家用单相电子式电度表的工作原理及原理图
家用单相电子式电度表的工作原理及原理图
原理：电能表由分压器取得电压采样信号，电流互感器取得电流采样信号，经乘法器得到电压电流乘积信号，再经频率变换产生一个频率与电压电流乘积成正比的电能计量脉冲，生成的电量脉冲信号经光电耦合器送到cpu处理，运算后存储于非易失的eeprom中，并提供显示。
单相电子式电度表适应于计量额定频率为50hz、60hz的单相交流有功电能。
供固定安装在室内使用，适用于环境温度不超过-20~+55，相对温度不超过85%，且空气中不含有腐蚀性气体及免尘砂、霉菌、盐雾、凝露、昆虫等影响。
扩展资料：
电度表安装使用注意事项
1、电度表接线较复杂，接线前必须分清电度表的电压端子和电流端子，然后按照技术说明书对号接入。
对于三项电度表，还必须注意电路的相序。
2、电度表只有在额定电压、额定电流20%-120%、额定频率50Hz的条件下工作时，才能保证准确度。
3、电度表不宜在小于规定电流的5%和大于额定电流的150%情况下工作。
4、半年以上不用的电度表应重新校正。
5、电度表安装时，要距热力系统0.5米以上，距地面0.7~2.0米并要求垂直安装，容许偏差不得超过2。
电子式电能表测量原理
电子式电能表测量原理
电子式电能表是一种使用电子技术测量电能的仪表。
它由电流互感器、电压互感器、数字信号处理单元、计量单元、通讯接口等组成。
其测量原理如下：
1. 电压互感器通过电流互感器将高压电网的电压转换为低压信号输入到电能表中。
2. 电流互感器通过变压器原理将高电流转换为低电流，以便与电能表进行匹配。
3. 数字信号处理单元将输入的电压和电流信号进行采样和处理，得到电流和电压的波形、相位和频率等信息。
4. 计量单元利用取样到的电流和电压信息，对电能进行测量和计算。
计量单元通常使用积分器实现累积计量。
5. 通讯接口可将电能信息传输给监控中心或其他设备，方便电能的监测和管理。
通过以上步骤，电子式电能表能够准确测量不同条件下的电能使用情况，并进行计量和存储，从而实现了电能的监测、管理和计费等功能。
单相电子式电能表的工作原理及应用研究
单相电子式电能表的工作原理及应用研究引言：随着电力行业的发展和电能计量技术的进步，传统的机械式电能表逐渐被单相电子式电能表所取代。
单相电子式电能表具有精确计量、安全可靠、智能化管理等优势，因此在电力系统中得到了广泛的应用。
本文将对单相电子式电能表的工作原理及应用进行详细研究。
一、工作原理1. 电能表结构单相电子式电能表的结构主要由电流传感器、电压电路、信号处理器、运算器、存储器、显示器和通信接口等组成。
电流传感器负责感知电流信号，电压电路用于测量电压波形，信号处理器负责对感测到的电流和电压信号进行滤波、放大和线性化处理，运算器进行电能计量和数据处理，存储器用于存储计量结果，显示器用于显示电能数据，通信接口用于与外部系统进行数据交互。
2. 电能计量原理单相电子式电能表的电能计量基于电能守恒定律和欧姆定律。
当电流通过电能表流过时，电流传感器感测到电流信号，并经过电压电路测量电压信号，通过信号处理器进行滤波和放大处理后送到运算器进行电能计量。
根据欧姆定律和电能守恒定律，电能计量可通过电流和电压的乘积来实现。
运算器根据采集到的电流和电压信号，通过特定算法计算出瞬时功率，再积分得到电能。
3. 主要特点和优势单相电子式电能表相比传统机械式电能表具有以下主要特点和优势：(1) 高精确度：单相电子式电能表采用数字信号处理技术，具有较高的计量精度和稳定性。
(2) 多功能性：单相电子式电能表可实现电能测量、功率因数测量、需量测量等多种功能。
(3) 抄读方便：单相电子式电能表的计量数据可以通过通信接口传输，实现自动抄表和远程监控。
(4) 负载容量大：单相电子式电能表能够适应不同负载条件，满足工业和家庭用电需求。
(5) 节能环保：单相电子式电能表的电能损耗较低，能够减少能源浪费。
二、应用研究1. 工业应用单相电子式电能表在工业领域广泛应用，可用于对电动机、照明设备、变压器等的电能计量，帮助企业实现能耗监测和用电管理，提高能源利用率和降低生产成本。
电子式电能表的原理及特点
电子式电能表的原理及特点摘要电子式多功能电能表的诞生和推广给调度自动化、负荷控制等领域带来了革命性变化，电子式电能表取代感应式电能表已经成为一种趋势。
文章分析了各种电子式电能表的原理、特点，有助于对各种类型电子式电能表的了解和掌握。
关键字电子式电能表；电能计量；原理0 引言电子式电能表包括电能测量单元和数据处理单元，这两个单元均是由大规模集成电路组成的。
电子式电能表具有一般电能表的计量电能功能外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，能显示、储存和输出数据。
与机电式多功能表相比，电子式多功能电能表具有故障率低、准确度等级高、负荷特性较好、防窃电能力强、应用领域广、误差曲线平直、功率因数补偿性能较强、自身功耗低、可具有预付费功能等优点。
电子式电能表根据各自特点可分为：基波电能表、单相普通电子式电能表、单相预付费电能表、单相复费率电能表、防窃电电能表、多用户电能表。
1 电子式电能表的原理及特点1.1 基波电能表的原理及特点由于大功率整流在电气化铁道中的普遍应用，钢铁工业中电弧炉的普遍使用等，电网中存在着大量谐波。
谐波的大量存在降低了电力系统经济效益、影响电网安全稳定运行。
基波表以硬件和软件两种方式实现滤波功能，只计量基波电能，解决了谐波影响电能计量问题。
软件实现滤波功能可采用傅式算法，需要功能强大的DSP；硬件实现则通过低通滤波器，合理选择转折频率滤除谐波。
下面以硬件低通滤波器实现的三相基波表为例详细说明。
图1为三相四线式基波表原理框图。
与普通表相比，基波表增加了虚框内的低通滤波器电路，具体实施时，需在原电能表内电源板上电压通道的电阻分压电路参数以及电流放大通道的放大倍数方面做相应调整。
基波表的特点是以硬件和软件两种方式实现滤波功能，只计量基波电能，解决了谐波影响电能计量问题。
1.2 单相普通电子式电能表的原理及特点单相普通电子式电能表用于居民用户用电计量、收费，它的使用数量大范围广。
单相普通电子式电能表的原理框图如图2。
电子式电能表的工作原理
电子式电能表的工作原理
电子式电能表是在数字功率表的基础上进展起来的，它采纳乘法器实现对功率的测量，其工作原理如图1所示。
被测高电压u、大电流i 经电压变换器和电流变换器转换后送至乘法器M，乘法器M完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与—段时间内的平均功率成正比的直流电压U0，后再利用电压/频率转换器，U0被转换成相应的脉冲频率f0，即得到f0正比于平均功率，将该频率分频，并通过一段时间内计数器的计数，显示出相应的电能。
图1 全电子式电能表的工作原理
由电子式电能表的测量原理可以看出电子计量模块从结构功能上可以分为以下三个部分：
第一部分：电压、电流输入回路，是将被测功率的电压和电流分别通过分压器和互感器变换为适合于电子式电能表乘法器所需要的小电压送至乘法器。
其次部分：乘法器。
乘法器是用来完成两个电量(如电压、电流)相乘运算的器件。
由全电子式电能表工作原理可以看出，乘法器是全电子式电能表的核心，它的精确度直接影响着电能表的精确度。
依据所采纳乘法器的不同，可以将全电子式电能表做进—步划分。
乘法器主要有模拟乘法器和数字乘法器两大类。
模拟乘法器又有晶体管阵列平方乘法器、热偶乘法器、对数—反对数型乘法器、
可变跨导型乘法器、双斜积分乘法器、霍尔效应乘法器、时分割乘法器等多种。
数字乘法器则是以微处理器为核心，采纳A/D转换器将电压和电流进行数字化相乘。
第三部分：变换器也称电压—频率转换电路。
因乘法器输出的是一个模拟量(直流电压)，用电压表(数字式表)测量这个电压，用功率单位(W或KW)表示的测量结果就是功率值。
测量电能则需将这个电压转换成相应的脉冲数，在一段时间内所累计的脉冲数，才是要测的电能量。
电子式电能表原理
电子式电能表工作原理及调试方法第一节电子式电能表概述一、电子式电能表发展历史20世纪40年代:诞生于欧洲20世纪80年代之前:主要用于标准表、高精度表和检验装置20世纪80年代末、90年代初：国外推出全电子电子表（斯伦贝谢兰吉尔、 GE），电子表迅猛发展，但价格昂贵。
20世纪90年代初:国内推出全电子电能表2000年以后：国内电子表在电网改造中大批量推广应用，设计水平、生产工艺水平非常成熟，价格越来越低，目前已成为电能计量的主流产品。
二、电子式电能表的分类根据分类方法的不同,通常有以下几种：1、按规格：单相电子表、三相电子表。
2、按接线方式：直接接入式、经互感器接入式。
3、按功能：有功电子式电能表、无功有功电子式电能表、有功无功组合电子式电能表、有功多费率电子式电能表、多功能电子式电能表。
三、电子式电能表的优点近几年来电子式电能表之所以发展如此迅速，是因为它与感应式电能表相比，在性能和功能方面有着明显的优势。
性能对比见下表感应式电能表与电子式电能表性能表比较L L i(t)u i(t)第二节电子式电能表的基本结构一、电子式电能表的原理构成电子式电能表通常由以下几部分组成：电流变换电路、电压变换电路、计量芯片、MCU 、显示部分、接口部分、电源部分、外壳。
二、电流变换电路、电压变换电路电流变换电路、电压变换电路作用是将大电流、高电压转换成微小电压信号，输入至电能计量芯片的乘法器。
1、电流变换电路有两种 :一种是采用电流互感器,优点是电表与电网隔离，电表抗干扰性能好，缺点是体积大成本高。
2、电压变换电路另一种是采用分压网络,优点是线性好、成本低，缺点是不能实现电气隔离。
以单相电子表为例，以L （火线）为公共地，V2P为输入至计量芯片电压通道的电压，分压网络如下：U 为火线和中线之间的电压,若=220V ，将阻值代入上式，计算出V2p=124mV 分压网络将高电压变换成毫伏级微小电压，输入计量芯片。
三、测量部分测量部分将电压变换电路输出的电压信号和电流变换电路输出的电压信号进行运算，得到电功率信号。
电子式电能表的原理
11 I 电压变换器 u/f变换电子式电能表的原理电子式电能表是在数字功率表的基础上发展起来的，采用乘法器实现对电功率的测 量，其工作原理框图如图 3-10所示。
被测量的高电压 u 、大电流i 经电压变换器和电流 变换器转换后送至乘法器 M ,乘法器M 完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比的直流电压U ，然后再利用电压/频率转换器， U 被转换成相 应的脉冲频率f ，将该频率分频，并通过一段时间内计数器的计数，显示出相应的电能。
图3-10 电子式电能表工作原理框图一、输入变换电路电子式电能计量仪表中必须有电压和电流输入电路。
输入电路的作用，一方面是将 被测信号按一定的比例转换成低电压、小电流输入到乘法器中；另一方面是使乘法器和 电网隔离，减小干扰。
(一)电流输入变换电路要测量几安培乃至几十安培的交流电流，必须要将其转变为等效的小信号交流电压(或电流)，否则无法测量。
直接接入式电子式电能表一般采用锰铜分流片； 经互感器接 入式电子式电能表内部一般采用二次侧互感器级联，以达到前级互感器二次侧不带强电 的要求。
1•锰铜片分流器以锰铜片作为分流电阻 R s ,当大电流i (t )流过时会产生相应的成正比的微弱电压 U i (t ),其数学表达式为U i (t )=i (t ) R该小信号U i (t )送入乘法器，作为测量流过电能表的电流i (t )。
其原理图如3-11 所示。
锰铜分流器和普通电流互感器相比，具有线性好和温度系数小等优点。
锰铜分流器A 选用F2锰铜片，厚度 2mm ，取样电阻 Rs 选175 □莒则当基本电流为 5A 时，1、2 之间的取样信号 U i = 0.875mV 。
数示制计显控图3-11 锰铜分流器测量电器原理图2 •电流互感器采用普通互感器(电磁式)的最大优点是电能表内主回路与二次回路、电压和电流 回路可以隔离分开，实现供电主回路电流互感器二次侧不带强电，并可提高电子式电能 表的抗干扰能力。
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电子式电能表电原理图分析大纲：一、电子式电能表原理（分类为5大部分：电源、采样计量、单片机处理、通讯、输出）：电表维修原则：1、通过现象查上一级电路输出的电压（或信号）是否正常。
2、上一级电路输出的电压（或信号）是正常的，则故障不在上一级电路，查本级电路。
3、上一级电路输出的电压（或信号）是不正常的，再查上上一级电路输出的电压（或信号）是否正常。
4、通过分级检测输出的电压（或信号）是否正常来确定故障的范围。
1、供电原理（讲原理时要画出电路，提及有故障时的现象和检测维修方法）；1.1、三相表供电原理：变压器供电原理（详细讲解）；电原理图如下：用变压器变压、整流、稳压对三相表进行供电，电路中有三个变压器。
其中的每个变压器的工作原理都相同，只是各个变压器的初级输入电压是三相电压中的不同的相。
对于三相四线电表：T1初级为A—N线电压，T2初级为B—N线电压，T3初级为C—N线电压；对于三相三线电表：T1初级为A—B相电压，T2初级为A—C相电压，T3初级为B —C相电压，对应我们经常在三相三线电表上显示的A相电压（为A—B相电压）、B相电压（为A—C相电压）、C相电压（为B—C相电压）。
用三个变压器供电的好处是：1、当电网出现某一相或两相无电压时，电表仍然可以计量有电压的相的用电情况；2、增加电表供电的带载能力，保证电表的正常工作。
现以变压器T1为例详细说明以上供电电路的工作原理：1、压敏电阻RV1压敏电阻的工作原理顾名思义，压敏电阻就是对电压敏感，由电压的改变而改变自身的电阻，我公司使用的压敏是正常时为开路，当电压达到一定值时（压敏的动作电压），压敏电阻会非常快速地阻值下降到零（短路。
这个时间为t、t为1nS—10 nS，t 因选择的压敏型号不同而不同）。
而对多少电压值（动作电压）会开始阻值下降也是因选用的型号不同而不同，一般是型号上的数值。
比如：20K510的压敏电阻，则最大不动作电压为510V，可以查相关的电子元件资料，电子文档文件路径：Z:\研发中心\综合组\陈大全。
压敏电阻RV1在本电路中的作用当输入电表的电压线上有带高能量的短时高电压时，压敏电阻动作，使高电压短路（A—N，三线为A—B），达到保护电表的目的。
此处的高电压不是由于错误接线产生的380V或420V之类的持续高压，而是由于雷电或其他情况产生的短时浪涌电压。
压敏电阻特别注意事项压敏电阻在动作时可以承受1000A甚至于8000A的电流（因型号不同而不同），但是不能持续工作在动作状态（短路状态），因为压敏电阻是一种耗尽型的电子元件，通俗地说就是“动作一次就少一次，直至最后烧毁”，如果压敏电阻一直工作在动作状态（短路），那压敏电阻会因为电流持续时间长而爆炸。
最初的电子式电能表使用380V的动作电压压敏电阻时，就有过电网发生接地故障（产生压敏两端一直有380V电压）而使整条电网线路上的电子式电表压敏电阻都爆炸的事件。
后来就用420V的，再后来又认为420V 的还不保险，现在就用510V的。
2、热敏电阻PTC1热敏电阻的工作原理热敏电阻在正常状态下呈现一个固定的阻值[我们使用的热敏电阻的型号中有（30Ω—60Ω）的标记，这个标记不是指一个热敏电阻的阻值在正常情况下可以在30Ω—60Ω之间变化，而是指这一批的热敏电阻的阻值在30Ω—60Ω的范围内。
]，当通过热敏电阻的电流达到一定值时（动作电流，因热敏电阻的型号不同而不同），热敏电阻的阻值会增大，按照欧姆定律I=U/R的原理，使流过有热敏电阻的回路中电流降低，保护此回路中的其他器件。
热敏电阻PTC1在本电路中的作用以上电路中，热敏电阻和T1初级串联，当输入电压正常时，此时热敏电阻和T1初级串联的回路中的电流为电表正常的电流（因为国标要求电表单相功耗不能超过2W，且要保证供电电路为电表提供足够的工作电流，由P=UI可以得出三相四线220V电表一般为10毫安左右），热敏电阻处于正常状态（固定的阻抗，因选择的型号不同而不同）。
当输入电压变大时（一般是接地故障），热敏电阻和T1初级串联的回路中的电流也将变大，当此电流达到或超过热敏电阻的动作电流时，热敏电阻将动作，热敏电阻阻值会变大，而阻值变大的速度取决于此时电流的大小，电流越大，速度越快。
当热敏的阻值变大时，由欧姆定律I=U/R，可以得出整个回路的电流将变小，T1初级得到保护。
如果没有热敏电阻，T1初级的电流过大后，线圈会发热，发热的热量会使T1的绕组（漆包铜线）上的绝缘漆熔化，从而导致T1绕组匝间短路，最后烧毁T1。
如果变压器本身能承受420V时的电流而不会烧毁（不会出现匝间短路），那是最好的，可以不用热敏电阻。
并且，变压器如果输入端为420V时，变压器次级输出的电压必须满足：整流后的电压值不能大于滤波电容的耐压值和三端稳压块的输入极限电压，这样才不会损坏滤波电容和三端稳压块。
热敏电阻特别注意事项1、热敏电阻的选型，必须达到电表正常工作时，热敏电阻不能动作，这里有个问题是：当环境温度变高时，热敏电阻的动作电流会变小。
这种情况要注意：常温220V电表可以工作，虽然高温时电表工作的功耗电流和常温一样，但是热敏电阻的动作电流在高温下已经改变为现在的电流甚至更低，高温（比如70度）时220V可能热敏电阻已经动作，电表不工作了。
所以热敏电阻选型要满足1.2倍正常电压高温不保护。
要求1.5倍正常电压下电表要工作时，则要满足1.5倍正常电压高温不保护。
2、热敏电阻的选型，最好（企业标准是必须）在动作后，电表能显示并走字（精度可不要求）。
这样就要使热敏动作后达到：T1初级与热敏电阻分压后，T1初级的电压仍然是220V左右，保证电表工作。
这也是选型时要试验后才能定的。
3、三相三线的电表不需要热敏电阻，因为三相三线的三根线无论如何错接，其电压差都不会变大，只是如果在调试和使用中如果错误地接到了220V电压上，电表的变压器将被烧毁，所以高档的三线电表或者客户有要求的表还是加了热敏的。
4、57.7V的四线表使用的热敏动作电流比220V的要大（因为国标要求的功耗、电表本身需要的工作功率决定的），工作原理与220V相同。
3、变压器T1变压器的工作原理变压器是把漆包线绕在磁性材料上，绕好后，初级通电产生磁场，这个磁场旁边的次级再感应出电压，以此达到把电压改变的目的。
其原理定理为：Uin/Uout=N1/N2；Iin/Iout=N2/N1，Uin为输入电压，Uout为输出电压，N1为初级绕组的匝数，N2为次级绕组的匝数，Iin为输入电流（流过初级绕组的电流），Iout为输出电流（流过次级绕组的电流）。
变压器T1在本电路中的作用T1初级N12加电压Uin ：A—N（三线为A—B），则在T1次级N34感应到一个电压，我们设为U34，在N56感应到一个电压，我们设为U56。
具体的电压变化按照变压器原理：Uin/Uout=N1/N2进行计算，我们可以按照变压器的型号查看我公司的自制件文件，电子文档文件路径：Z:\研发中心\综合组\陈大全\自制件文件，使用“搜索”功能查文件名关键字可以很容易查到：比如查“TET35I01-220”，搜索“TET35I”就可以，然后在搜索的结果中寻找需要的型号。
纸制的文件在我公司下发技术文件的各个部门文员处。
通过以上途径我们可以知道变压器的具体输出电压，可以知道绕组脚分布情况，以便检测变压器是否损坏。
因为对电表的安全性的要求（人身安全和设备安全），电表的试验和实际使用中都会要求电表的输出端子必须和强电（既A、B、C、N）隔离，而电表的端子中如果有485口，那么485电路的供电电源也要和强电隔离：因为485口和485电源之间是不能做到要求的隔离强度的，既485口和485电源应该看做是等电位。
U56为供485电压的次级电压，U34为供电表除485电路以外的电路的次级电压，所以N56与初级、N56与N34是隔离的，按照国家标准GB/T 17215，GB/T17883的要求，必须满足施加交流4KV电压60S时间，N56与初级之间漏电流不能超过1毫安，N56与N34之间漏电流也不能超过1毫安。
变压器T1在本电路中的作用则是：1、输出两个次级电压U34和U56；2、U56和Uin之间，U56和U34之间必须做到施加交流4KV电压60S时间，漏电流不能超过1毫安。
变压器特别注意事项1、变压器每个绕组都应该有一个固定的阻值（组成绕组的铜线决定：次级十几欧姆到几十欧姆左右，初级 1.5K 欧姆左右。
），如果是开路或者是短路都表示变压器的这个绕组坏了，或者是变压器绕组脚的分布与图纸不符。
2、因为有三个变压器供电，所以检测电表时要做单相供电试验。
这里的单相供电和误差测试时检测单相电压不是同的：因为供电是一个电路，而电压取样是另外一个电路，两者没有任何联系。
既：能检测到A相电压只能表明A相电压采样正常，不能表示A相供电正常；同样，供电正常也不能表示采样正常。
且各相的供电和采样都没有关联关系，需要一个个地全面检测，才能判断所有相的供电和采样是否正确。
4、半波整流D5半波整流的工作原理由于二极管是PN结组成的，具有单向导电性：P到N 的电压为正（加正向电压），且到一定值（二极管的阀值，硅管：硅材料二极管为0.6V—0.8V，锗管：锗材料二极管为0.2V—0.3V）后二极管会呈现低阻抗状态（导通），使电流通过二极管。
而N到P的电压为正时（加反向电压），二极管会呈现高阻抗状态（开路），电流不能通过二极管。
所以当有一个正弦波通过一个硅二极管时将产生如下图的波形变化：正弦交流电将成为一个断续的只有正且大于0.7V的电压，这个电压已不再是交流电压，而是直流电。
当然，只是一个断续的、不稳定的直流电压。
半波整流D5在此电路中的作用半波整流D5在此电路中的作用是：把交流电压U56整流为断续的、不稳定的直流电压。
半波整流特别注意事项1、每个变压器都有一组供电是电表的485供电，所以当某相变压器没有输出（变压器坏或D5损坏），而其他两相或一相有输出时，485电路仍然可以工作，但是可能会成功率会降低（因为功率不够），也可能没有问题（一相或两相完全满足485电路的功率要求）。
所以检测时要单相通485，才能检测到某一相485供电是否正常。
5、桥式整流D1、D2、D3、D4桥式整流的工作原理桥式整流也是利用二极管的单向导电性能工作的，以电路中D1、D2、D3、D4进行分析，当有一个正弦波通过一个桥式整流二极管网络时，将产生如下图的波形变化：桥式整流D1、D2、D3、D4在本电路中的作用桥式整流D1、D2、D3、D4在本电路中的作用是：把交流电压U34整流为比较连续的，比较稳定的直流电压。
桥式整流特别注意事项1、同变压器特别注意事项2。
2、桥式整流D1、D2、D3、D4如果只损坏（或焊反：焊反的可以目测）其中的一个（或同一个整流回路中的两个），另外一个整流回路正常，比如D1、D2坏D3、D4好，或D3、D4坏D1、D2好，则桥式整流还可以输出半波整流后的波形，仍然可以对后级电路供电，但是功率会只有原来的一半，这样的话电表可能工作，也可能不工作。