20.电能表(电能表结构和工作原理)
电能表的基本结构与原理
电能表的基本结构与原理一、引言电能表是用于测量电能的仪表，也称为电度表。
它是电力系统中非常重要的组成部分，用于计量电能消耗，为用户提供准确的电费计算。
二、电能表的基本结构1. 外壳电能表的外壳通常由塑料或金属材料制成。
外壳具有防护作用，保护内部元件免受外界环境影响。
2. 机械结构机械结构是电能表中最重要的部分之一。
它由转子、定子和传动机构组成。
转子和定子之间通过磁场相互作用实现转动。
传动机构将转子的旋转运动转换为指针或数字显示器上的数字显示。
3. 电路板在现代电能表中，大多数功能都由微处理器控制。
因此，电路板是必不可少的组成部分。
它包括处理器、存储器、输入/输出接口等元件。
4. 其他元件除了上述主要元件之外，还有其他一些辅助元件，如瞬时过载保护装置、灯泡等。
三、电能表的工作原理1. 磁场作用力原理当通有交流电流时，电能表的定子和转子之间会产生磁场。
由于磁场相互作用力的作用，转子开始旋转。
旋转速度与电流强度成正比。
2. 传动机构原理当转子旋转时，传动机构将其运动传递到指针或数字显示器上。
指针或数字显示器上的数字表示电能消耗量。
3. 微处理器控制原理现代电能表通常采用微处理器控制。
微处理器可以对电能进行精确测量，并将数据存储在存储器中。
此外，它还可以执行其他功能，如过载保护、通信等。
4. 瞬时过载保护装置原理当负载突然增加时，电能表可能会遭受瞬时过载。
为了防止这种情况发生，一些现代电能表配备了瞬时过载保护装置。
这种装置通过监测负载变化来控制电流大小，并在必要时切断电源。
四、总结综上所述，电能表是一种非常重要的仪表，在现代社会中发挥着重要作用。
它的基本结构包括外壳、机械结构、电路板和其他元件。
其工作原理主要包括磁场作用力原理、传动机构原理、微处理器控制原理和瞬时过载保护装置原理。
通过对电能表的了解，我们可以更好地理解电力系统的工作原理，并为其提供更好的服务。
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 )
电能表的类型、原理与结构认识
电能表的类型、原理与结构认识电能表有好几种类型哦。
有一种是感应式电能表，就像一个老派的绅士，稳稳当当的。
它的工作原理呢，是靠电磁感应，就像是魔法一样，电流和电压在里面互相作用，然后就能算出咱们用了多少电。
这种电能表存在的时间可长了，就像家里的老物件，虽然有点传统，但是特别靠谱。
还有一种是电子式电能表，这就像是新时代的弄潮儿。
它可聪明啦，是通过电子电路来计量电能的。
它的优点特别多，计量可准了，就像那种精打细算的小管家。
而且它还能显示好多数据呢，不像感应式电能表那么单一，感觉就像是从黑白电视时代一下进入了智能彩电时代。
那电能表的结构又是啥样的呢？电能表的结构就像一个小小的王国。
里面有测量元件，这可是这个小王国的核心力量，就像国王一样重要，要是没有它，电能表都不知道怎么去计量电能啦。
还有计数器，这就像是记录员，一笔一笔地把咱们用电的情况记录下来。
外壳呢，就像小王国的城墙，保护着里面的一切，让电能表能够稳稳地工作，不受外界的干扰。
咱们为啥要了解电能表的类型、原理和结构呢？其实呀，这就像咱们了解自己的好朋友一样。
知道它是什么样的，怎么工作的，以后用电的时候就更有数啦。
比如说，如果发现电表读数不太对，要是咱们了解电能表，就能大概知道是哪里出了问题，是电表本身的问题呢，还是用电设备有啥毛病。
而且呀，了解这些也挺有趣的，感觉自己像是个小小的电力专家呢。
电能表虽然看起来普普通通的，但是它背后的学问可真不少。
就像那些看起来不起眼的小物件，仔细一研究，都有着自己独特的魅力。
咱们在日常生活中，可不能只把它当成一个简单的读数工具，而是要把它当成一个小小的科技宝藏，去探索它的奥秘。
这样，咱们在用电的时候，心里就更踏实，也更能感受到科技就在咱们身边，这种感觉真的特别棒呢。
电子电能表原理
电子电能表原理电子电能表是一种用于测量电能的设备，它采用了电子技术，相对于传统的机械电能表，具有更高的精度和可靠性。
本文将介绍电子电能表的工作原理。
一、电子电能表的基本构成和工作原理电子电能表由电能计量装置和显示装置两部分组成。
1. 电能计量装置电能计量装置是电子电能表的核心，主要由电流互感器、电压互感器、ADC转换器、测量模块和数据处理模块等组成。
（1）电流互感器电流互感器主要用于将高电流转变为低电流，以便进行测量和计算。
它利用互感原理，将电流通过线圈产生磁场，再通过磁场感应原理将高电流转变为低电流。
（2）电压互感器电压互感器主要用于将高电压转变为低电压，同样是通过互感原理实现。
它将高电压引入线圈，产生磁场，再通过磁场感应原理将高电压转变为低电压。
（3）ADC转换器ADC转换器是将模拟电信号转换为数字信号的核心组件。
电流和电压经过互感器转换为相应的模拟电信号，再经过ADC转换器将其转换为数字信号。
（4）测量模块测量模块主要用于对转换后的电信号进行测量和计算，得到电能的数值。
（5）数据处理模块数据处理模块主要用于对测量到的电能数值进行处理和存储，同时提供数据通信接口供用户查询和管理。
2. 显示装置显示装置用于显示电能的数值，通常采用液晶显示屏或数码管等。
二、电子电能表的工作过程电子电能表的工作过程主要分为信号采集、数字信号处理和数据显示三个阶段。
1. 信号采集电流和电压通过互感器转换为模拟电信号，经过ADC转换器转换为数字信号，并送入测量模块进行测量。
2. 数字信号处理测量模块对采集到的数字信号进行处理，得到电能的数值。
同时，数据处理模块对电能数值进行校正和存储，以提供准确的电能数据。
3. 数据显示电能的数值通过显示装置展示给用户，用户可以通过查询和管理接口获取电能数据。
三、电子电能表的优势和应用相对于传统的机械电能表，电子电能表具有以下优势：1. 高精度：采用了电子技术，具有更高的测量精度，能够准确地测量电能。
电能表的基本结构和原理
电能表的基本结构和原理
电能表（Electric Meter）是电力公司使用的一种电流测量工具，它能够实时测量家庭和工厂消耗的电量大小。
一、电能表的基本结构
1.外壳：电能表采用了结实的外壳结构，通常是金属或铝材料，以便于防护内部的金属部件免受外界的干扰。
2.安装架：电能表的安装架是将整个电能表机械和电气部件组装在一起的金属支架；
3.机械组件：电能表机械组件主要包括显示器、转动环、测量杆、磁轭、携带框等；
4.电气组件：电能表电气组件主要包括电流互感器、电压互感器、电力电子元件、控制单元等。
二、电能表的工作原理
1.测量电流：通过将电流互感器连接于电路中，以主动态电流路作为测量输入，电流互感器可以将电流变化器变化成相应的电压信号；
2.测量电压：电压互感器将高压供电系统中的电压变换成相应的电压信号并发送给控制单元；
3.计量：电能表所用的控制单元将电流电压信号转换成一定比例的电力参数，然后将该参数激励转动环，最终实现电能表的计量功能；
4.显示：电能表的显示由转动环的旋转距离与表盘的比例来实现，从而将电能参数显示出来。
总之，电能表的基本结构和工作原理复杂，但都以测量电流和电压信号，以及电能参数的显示为核心运行方式，从而为电力公司实时测量出消耗的电量大小提供了重要保障。
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(C)。
A)工作电源B)显示器C)电能测量单元D)单片机※乘法器是电能测量单元的核心组成部分，分为模拟乘法器(热电转换型、霍尔效应型、时分割型)、数字乘法器(A/D型)。
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、xx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(A)。
A)10B)9C)11D)8※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。
10、试简单描述检定无源脉冲电能表误差。
答：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。
电能表结构和原理
电能表结构和原理
电能表是一种用于测量电能的仪器，也称为电度表。
它的结构和原理是由电磁感应定律和电动机原理组成的。
电能表的结构主要由电流线圈、电压线圈、铁芯、转盘、计数机构等组成。
其中，电流线圈和电压线圈分别用于测量电流和电压，铁芯则用于增强磁场，转盘则用于转动，计数机构则用于记录电能的使用量。
电能表的原理是基于电磁感应定律和电动机原理。
当电流通过电流线圈时，会在铁芯中产生磁场，而电压线圈则感应到这个磁场，从而产生电动势。
这个电动势会驱动转盘转动，转盘上的铁芯则会受到磁场的作用，从而转动。
转动的角度与电能的使用量成正比，计数机构则记录下这个角度，从而得出电能的使用量。
电能表的精度和稳定性是非常重要的，因为它直接关系到电能的计量和收费。
因此，电能表的制造和检测都需要严格的标准和规范。
同时，随着科技的发展，电能表也在不断地更新换代，采用了数字化、智能化等新技术，以提高精度和稳定性。
电能表是一种非常重要的电力测量仪器，它的结构和原理基于电磁感应定律和电动机原理，通过测量电流和电压来计算电能的使用量。
随着科技的发展，电能表也在不断地更新换代，以提高精度和稳定性。
电表的结构及工作原理 (图文)民熔
测量电能的表称为电表（又称电度表和电能表）。
电能表是测量在一定时间内消耗的电能。
它是一个累计表。
直流电能用直流电能表测量，交流电能用感应式交流表测量。
交流电流表可分为单相和三相两类。
在本文中，我们首先要了解电表的结构和工作原理。
电表主要由驱动部分、旋转部分、制动部分和计算机结构组成。
驱动部分由电压元件和电流元件组成。
旋转部分的铝盘安装在驱动部分和制动磁铁之间的间隙中，
1：铝制圆盘、2：串联线圈电磁铁、3：制动永久磁铁、4：并联线圈电磁铁、5：传到计数机构的齿轮、6：接线端子板
其工作原理是：当仪表连接到被测电路时，被测电路的电压加到电压线圈上。
当被测电路的电流通过电流线圈后，两个交变磁通通过铝板。
两种磁通量在时间上相同，分别在铝板上产生涡流。
由于磁通量和涡流的相互作用，产生旋转力矩，使铝板旋转。
制动磁铁的磁通，也穿过铝盘，当铝盘转动时，切割此磁通，在铝盘上感应出电流，这电流和制动磁铁的磁通相互作用而产生一
个与铝盘旋转方向相反的制动力矩，使铝盘的转速达到均匀
由于磁通与电路中的电压和电流成比例，因而铝盘转动与电路中所消耗的电能成比例，也就是说，负载功率越大，铝盘转得越快。
铝盘的转动经过蜗杆传动计数器，计数器
自动累计线路中实际所消耗的电能。
单相电能表用于测量单相线路的电能。
测量三相四线制电能时，必须使用三相电能表；测量三相三线制电能时，通常采用双组分三相电能表。
无论是单相或三相电度表，它们的工作原理相同，只在电表的结构上有单元件和数个元件的区别。
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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
在一上电费结算周期中，指定时间间隔内平均最大功率的电能表。
▪
4）费率电能表；复费率电能表是指定时段分别按要求计量各时
显示电能的电能表。
电子式电能表工作原理框图(1)
VA
二阶 模数转换
功
率
IA
四阶
积
模数转换
中
脉冲输出接口
VB IB
二阶 模数转换
功
率
四阶 模数转换
积
央
数据口
微
处
汉化液晶
计
算
IC卡
机
管
红外通讯
理
VC
二阶 模数转换
功
率
IC
四阶 模数转换
积
理
系
器
RS485通讯
统
电源
电源
电源
三相四线多功能电能表工作原理框图(2)
tQ=1.4×60×1000/（K×PQ)min
▪
什么是年时区数？
▪ 年时区数是指电能表一年最多运行的时区数。通常年时
区数最大不超过4个。
▪
什么是日时段表数？
▪ 日时段数与年时区代表意义是相同的，是指电能表最多 能运行的不同的日时段数。
▪
什么是日时段数？
▪ 是指电能表一天最多运行的日时段。把每天24个小时按 照当地用电管理的需要分别设置成若干的时段，根据不同
多功能电能表可分为几大类？
▪ 一类叫机电一体式多功能电能表---其电能 测量单元由感应式电能表组成，其数据处 理单元由单片机组成
▪ 一类为电子式多功能电能表---它的电能测 量单元和数据处理单元都由大规模集成电 路组成，又称 “固态式多功能电能表”或 “静止式多功能电能表”。
多功能表的基本功能
什么是需量？
▪ 是指在给定时间间隔内的平均功率。
什么是需量周期？
▪ 是指连续测量平均功率相等的时间间隔， 也叫窗口时间。
什么是最大需量？
▪ 是指在指定的时间区间内，需量周期中测 得的平均功率最大值。电力部门要求计量 的是需量的最大值，方法有很多，我们可 以从1min到15min计算一次需量，再从 2min到16min计算一次需量，用每推迟 1min计算一次需量的方法来捕捉最大需量 值。
段的用电及总用电量电能表。
▪ 5）多功能电能表；除了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、储存和输出数据的电能表。
▪ 6) 预付费电能表 ；实现先买后用的电量预购功能
4 根据接入电源的性质可分为：
▪
交流和直流电能表。
5 按照表计的安装接线方式可分为：
▪ 直接接入式和经互感器接入式；其中由于测量电路的不同通常又可 以分为单相电能表、三相三线电能表和三相四线电能表。
▪
电能表的分类
▪ 为满足不同的电能测量需要，有多种类型的电能表，其类别可按不
同情况划分如下：
1按结构及工作原理分：
▪
1）感应式电能表
▪
2) 电子式电能表
▪ 电子式电能表进一步又可分为全电子式电能表和机电脉冲式电能表。
2按准确度等级分：
普通级：0.2S、0.2、0.5S、0.5、1.0、2.0、3.0级，用于测量电能。
什么是滑差式需量？
▪ 是指从任意时刻起，按小于需量周期的时 间依次递推测量需量的方法。
▪
什么是滑差时间？
▪ 依次递推来测量最大需量的小于需量周期 的时间间隔。
什么是区间式需量？
▪ 从任意时刻起，按给定的需量周期依次递 推测量需量的方法。我国一般将需量周期 规定为15min,滑差时间1、3、5、15min 任选，滑差时间15min称为区间式需量。
6 按平均寿命长短，单相感应式电能表又分为：
普通型和长寿命技术电能表。按照规程规定，普通型感应式电能表 在使用5年后就要进行抽检，当抽检不合格时就要进行轮换。而长寿
命技术电能表是指平均不修理的有效使用时间在20年及以上的感应
式电能表
什么是电子式电能表？
电子式电能表又称数字式电能表，是近几年来发展较快的一 种新型的测量仪表，是指以模拟乘法器或数字乘法器等形式 为核心器件，应用微电子技术、模∕数转换技术和脉冲数字 技术作为工作基础，把被测电能量变成一串串脉冲或数字量， 由电子计数器计数，或用数码管（LED)、液晶(LCD)等直接
时段的电价分别累计电费。
▪
什么是费率号？
▪ 电子式电能表编程时用来表示电能表运行在何种费率， 一般用1、2、3、4来表示“尖”、“峰”、“平”、 “谷”。
▪
什么是费率数？
电能表最多能切换的费率号数，通常情况下最多不超过4个。
起动检测
起动检测是按照JJG596-1999规程执行。
在参比电压、参比频率及功率因素为1的条件下，在 负载电流不超过规定时，在下列的计算方法得出 的时间tQ内，电能表应最少有一个脉冲输出及代 表电能输出的指示灯闪烁。