? ? ? ?現(xiàn)在使用的電能表大部分以感應(yīng)式原理工作，即，利用金屬鋁轉(zhuǎn)盤中感應(yīng)的電流與通有交流電流的固定線圈的磁場相互作用.產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)鋁盤旋轉(zhuǎn)，累計(jì)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(shí)間的用電盤P越多)，則驅(qū)動(dòng)鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩M_轉(zhuǎn)也越大。M_轉(zhuǎn)=K₁P。

? ? ? ?鋁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，切割磁鐵的磁通而在其內(nèi)感應(yīng)渦流;此渦流與磁鐵的磁場相互作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩。鋁盤旋轉(zhuǎn)越快(轉(zhuǎn)速n越大)，感應(yīng)的渦流越大。與磁鐵相互作用產(chǎn)生的制動(dòng)力矩M_制也越大。M_制=K₂n。

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? ? ? 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與制動(dòng)力矩大小相等時(shí)。

? ? ? ?在給定的時(shí)間t內(nèi)對上式積分，得該段時(shí)間內(nèi)消耗的電能A和對應(yīng)的總轉(zhuǎn)數(shù)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(yīng)式電能表的電磁系統(tǒng)為工作元件.配以適當(dāng)?shù)拿}沖發(fā)生裝置構(gòu)成。

? ? ? ?若均勻地對感應(yīng)式電能表的圓周進(jìn)行分度和作上標(biāo)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(fā)射光束、采集鋁盤旋轉(zhuǎn)的標(biāo)記，然后，再經(jīng)光電變換線路變換，普通感應(yīng)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(shù)字乘法器電路測量電功率，輸出對應(yīng)的脈沖或數(shù)字;對其累加即得消耗的電能。因基于數(shù)字乘法器的芯片運(yùn)用了DSP等技術(shù)，在梢度、線性度、穩(wěn)定性、抗于擾能力等方面都優(yōu)于模擬乘法器電路,因此,具有更好的發(fā)展前景。

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? ? ? ?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(zhuǎn)換器(ADC)將被測電流和被側(cè)電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字量，接著，用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對它們進(jìn)行濾波，實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算等等。

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? ? ? ?電壓偏移(Uos)和電流偏移(Ios)在功率計(jì)算中產(chǎn)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(shí)際功率計(jì)算中將引人誤差。為了去掉直流誤差分掀，在A/D轉(zhuǎn)換器之后插人(至少在1個(gè)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(xiàng)和Cos2wt項(xiàng)等都可用低通濾器濾去。

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? ? ? ?電壓信號(hào)和電流信號(hào)不同相時(shí)，使用低通濾波器仍可從瞬時(shí)功率信號(hào)中提取有功功率。設(shè)被測電壓

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

? ? ? ?當(dāng)然，功率因數(shù)變化時(shí)或被測電流改變時(shí).會(huì)使側(cè)量誤差增大。按《1級(jí)和2級(jí)樸止式交流有功電度表》(GB/T 17215一1998)規(guī)定，在規(guī)定的參比條件下.其百分?jǐn)?shù)誤差不應(yīng)超過表1和表2中規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)值。

? ? ? ?上述計(jì)算對純正弦信號(hào)是有效的。當(dāng)被測電壓和被測電流為非正弦波形時(shí)，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(dá)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(shí)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(jì)量芯片帶有串行接口，而測量結(jié)果或計(jì)算結(jié)果一般都存放在對應(yīng)的寄存器中，因此，借助于通信技術(shù)，就可接收外部微機(jī)發(fā)來的命令，或者請求微機(jī)服務(wù)，將內(nèi)部寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送給外部微機(jī)。供其進(jìn)一步處理，構(gòu)成我們所要求的電能表。