家用电表的工作原理

时间：2018-10-21

家用电表的工作原理
基本常识

(1)“机械电度表基本原理”
传统电度表指感应式的机械电度表(简称感应表或机械表)，它利用的是电磁感应原理，主要由电压线圈、电流线圈、铝盘、*磁铁、计度器等器件构成。其工作原理为：根据电磁感应原理，电表通电时，在电流线圈和电压线圈产生电磁场，在铝盘上形成转动力矩，通过传动齿轮带动计度器计数，电流电压越大，转矩越大，计数越快，用电越多。铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比。电表常数，指计量每单位电能值（度或千瓦·小时）时对应铝盘转过的圈数，单位是转 /千瓦·小时。

(2)“电子电度表基本原理”
电子式电度表是利用电子电路/芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号，利用**的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微计算机处理后进行数码显示。

(3)“预付费电表原理和常识”
在电子式电度表还未推广时，大部分预付费电表为机电混合预付费电表，是在机械电度表中增加电子处理单元来构成。在电子电度表技术成熟后，机电混合预付费表基本已经淘汰。

常见预付费电表都是在电子式电度表基础上增加了微计算机处理单元和存储单元以及控制断电装置等构成的。必须先在电表中预存一定电量或金额才能合闸供电，用电时电表一边计量一边从剩余值中扣减已用的电量或金额，如果扣完则断电，为了保证正常用电必须在断电前再次预存并累加到电表的剩余值中。

预存电量或金额必须通过管理部门的售电系统向用户收取预购电费后，才能预存给用户。预存信息通过一定方式送入电表中才能使用。常见的预存方法有两种，一种为代码式，一种为写卡式。
代码式原理为，管理系统将用户信息和购电信息结合起来生成一组加密代码，并交给用户自己输入到电表中，电表经过正确解密后得到预存电量或金额并保存。

写卡式是将预购电量或金额写入**电子卡（存储器）中，交给用户持电子卡到对应电表上进行通讯，预购值自动送入电表中。

电子卡或称IC卡，也称购电卡，都是由**的IC芯片经过特殊封装后而成，常见购电卡按通讯方式分为接触式和非接触式，接触式的有：卡片卡、钥匙卡，非接触式的有：射频卡、遥控卡。
电表原理框图：

(4)“市场上常见预付费电表及其比较”
目前市面上基本上都是电子式预付费电度表，原理大致相同，功能也相似，但是由于厂家间的技术实力和经营模式不同，推出的产品在性能和价格方面有所不同。

现将市场常见预付费电表优缺点作简单阐述：（以下为个人讨论，不存在对其他厂家或产品的褒贬，只供有兴趣人士参考）

代码式预付费电表，预付式费以代码形提供给用户，因此在其电表上不需要和外部接口，密封性好，防止人为攻击，但是用户操作比较麻烦；因为考虑到数据安全，代码必须足够长，因此用户在电表上输入代码时较*出错，而且在装表环境光线不足、装表位置较高、或者是年老体弱者操作时，更加不便。

接触型卡式预付费电表，操作上简单，用户购电后，只需将电卡插入电表上即可自动完成预存电累加，但是电表上有外部通讯接口，易受到潮湿和有害气体的侵蚀，使接触金属部分氧化，导致通讯失败甚至数据错误，同时接口还易受到人为干扰和攻击，为解决此问题，有的厂家装有接口防攻击电路，但是增加了成本和售价。

非接触卡式预付费电表，其通讯接口不需外露，解决上述电表的问题；射频卡通过电磁感应和电表通讯，在感应区10公分距离内即可，因此装表太高，操作也不方便；遥控卡和电表利用红外线进行通讯，通讯距离可达数米，遥控卡操作非常简单，对着电表按一下“购电”按钮，所有数据交换工作自动完成，不用象前述电表一样需登高操作，因此老少皆宜，方便可靠。不失为理想预付费电表。

(5)“结合遥控预付费构成多用途的综合收费管理系统”
在实际使用中，结合管理部门的要求，基于遥控预付费电表的约束机制以及“一卡抄”预留的抄表功能，可以构成多用途的综合收费管理系统，通过控制用电来催收和代收各种管理费用。
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词条说明
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