電能表的工作原理

? ? ? ?現在使用的電能表大部分以感應式原理工作，即，利用金屬鋁轉盤中感應的電流與通有交流電流的固定線圈的磁場相互作用.產生驅動力矩驅動鋁盤旋轉，累計消耗的電能。而且，作用在電壓線圈兩端的電壓越高，通過電流線圈的電流越大(即單位時間的用電盤P越多)，則驅動鋁盤轉動的力矩M_轉也越大。M_轉=K₁P。

? ? ? ?鋁盤旋轉時，切割磁鐵的磁通而在其內感應渦流;此渦流與磁鐵的磁場相互作用產生制動力矩。鋁盤旋轉越快(轉速n越大)，感應的渦流越大。與磁鐵相互作用產生的制動力矩M_制也越大。M_制=K₂n。

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? ? ? 當轉動力矩與制動力矩大小相等時。

? ? ? ?在給定的時間t內對上式積分，得該段時間內消耗的電能A和對應的總轉數N。

? ? ? ?N=nt=KPt=KA

脈沖電能表的工作原理

? ? ? ?脈沖電能表是一類能愉出電能脈沖的儀表。它們通常以感應式電能表的電磁系統為工作元件.配以適當的脈沖發生裝置構成。

? ? ? ?若均勻地對感應式電能表的圓周進行分度和作上標記(打孔、銑槽或印上黑色分度線條等).用穿透式或反射式光電頭發射光束、采集鋁盤旋轉的標記，然后，再經光電變換線路變換，普通感應式儀表即可物出與電能成正比的脈沖。

電子電能表的工作原理

? ? ? ?電子電能表用具有乘法功能的模擬乘法器電路或數字乘法器電路測量電功率，輸出對應的脈沖或數字;對其累加即得消耗的電能。因基于數字乘法器的芯片運用了DSP等技術，在梢度、線性度、穩定性、抗于擾能力等方面都優于模擬乘法器電路,因此,具有更好的發展前景。

? ? ? ?圖1是說明電子電能表工作原理的框圖。愉人部分的兩只A/D轉換器(ADC)將被測電流和被側電壓轉換為對應的數字量，接著，用數字信號處理技術對它們進行濾波，實現乘法運算等等。

? ? ? ?電壓偏移(Uos)和電流偏移(Ios)在功率計算中產生直流分量( UosIos ).此分量將通過低通濾波器保留下來。也就是說，在實際功率計算中將引人誤差。為了去掉直流誤差分掀，在A/D轉換器之后插人(至少在1個A/D之后插入)高通濾波器，則相乘之后只含有功直流分量?(UmIm)。上式中的Coswt項和Cos2wt項等都可用低通濾器濾去。

? ? ? ?電壓信號和電流信號不同相時，使用低通濾波器仍可從瞬時功率信號中提取有功功率。設被測電壓

? ? ? ?直流分量為?U_mI_m的?,即，電流滯后電壓60°時的有功功率為電流與電壓同相時的有功功率的一半(圖2)。交流分魚可用低通濾波器濾除。

? ? ? ?當然，功率因數變化時或被測電流改變時.會使側量誤差增大。按《1級和2級樸止式交流有功電度表》(GB/T 17215一1998)規定，在規定的參比條件下.其百分數誤差不應超過表1和表2中規定的準確度等級值。

? ? ? ?上述計算對純正弦信號是有效的。當被測電壓和被測電流為非正弦波形時，使用傅里葉變換，用它們的各次諧波分量表示它們的波形。同樣可推得各次諧波功率Ph的表達式，P_h=U_hI_hCOSφ,式中U_h,I_h為h次諧波電壓、電流的有效值，φ_h為h次諧波電壓與h次諧波電流的相位差。

? ? ? ?實際功率為各次諧波功率之和，相加即得非正弦情況下的功率。允許諧波等引起的誤差極限見GB/T172150。

? ? ? ?有些電能計量芯片帶有串行接口，而測量結果或計算結果一般都存放在對應的寄存器中，因此，借助于通信技術，就可接收外部微機發來的命令，或者請求微機服務，將內部寄存器中的數據發送給外部微機。供其進一步處理，構成我們所要求的電能表。