Электронные счетчики с цифровым выходом и жидкокристаллическим индикатором

Как уже сказано, измерительные ИС, в зависимости от выходного сигнала, подразделяются на две группы, первая из которых рассмотрена выше. Вторая группа - это ИС с цифровым выходом и, кроме того, с дополнительными функциями, реализуемыми благодаря более широкому применению методов цифрового преобразования. В указанных ИС используются выходные данные АЦП каналов измерения напряжения и тока, а также других цифровых устройств - перемножителя и ФНЧ, аналогичных имеющимся в ИС первой группы. Кроме того, в ИС второй группы дополнительно производится вычисление энергии, причём в некоторых ИС не только активной, но и реактивной и полной. Измеряются эффективные значения напряжения сети и тока нагрузки, а также берутся отсчёты их мгновенных значений. В ИС второй группы, в отличие от первой, содержатся: блок регистров, в котором осуществляются указанные вычислительные операции; последовательный интерфейс, обеспечивающий передачу измеряемых и вычисляемых данных, а также управление ИС, в частности, их программирование. Наряду с цифровым выходом, в ИС второй группы так же, как и у ИС первой группы, есть частотный выход "CF".

В ИС второй группы определение энергии осуществляется посредством интегрирования при помощи накопительного (аккумулирующего) регистра. Интегрируются цифровые отсчёты мощности, следующие с частотой дискретизации, которая, например, для новой ИС ADE7753 [6] составляет f_д = f_т/4 ~ 0,9 МГц, где f_т = 3,58 МГц - тактовая частота. Указанное значение f_т является номинальным, возможные значения f_т - в пределах от 1 до 4 МГц. Накопительный регистр в ADE7753 - 53-разрядный, считываются данные его верхних 24 разрядов. Входные данные также имеют 24 разряда. Полный цикл счёта (для максимальных значений измеряемой мощности), являющийся циклом измерения расходуемой энергии, составляет около 100 мин. При мощности, меньшей максимальной, цикл измерения (счёта), как и в обычном индукционном счётчике, соответственно больше. Для увеличения продолжительности цикла в ADE7753 может производиться снижение уровня интегрируемых данных, поступающих на вход регистра. Снижение осуществляется при помощи 8-разрядного делителя. При этом, естественно, уменьшается разрешение: большие значения энергии измеряются с большей абсолютной, но с той же относительной ошибкой квантования. При включении указанного делителя цикл интегрирования превышает 25 000 мин., что соответствует более чем полумесячному циклу непрерывного интегрирования при максимальной мощности. Цикл интегрирования может быть дополнительно увеличен при уменьшении тактовой частоты в указанных выше пределах. По истечении цикла интегрирование продолжается с выдачей данных от нуля (как и в обычном электромеханическом счётчике).

Данные измеряемой энергии поступают обычно на жидкокристаллический индикатор (например, типа OEL-7678), используемый совместно с микроконтроллером в составе счётчика. В микроконтроллере производятся необходимые операции вычисления и преобразования, в том числе, при необходимости, интегрирование данных измеряемой мощности. Микроконтроллер должен быть снабжён энергонезависимой, внутренней или внешней памятью. К таким микроконтроллерам (с флэш-памятью) относятся, например, MSP430F4xx фирмы Texas Instruments [12] и MC68HC908xx фирмы Motorola [13]. Микроконтроллеры могут быть использованы для многотарифных расчётов, зависящих от времени суток и так далее [3]. Выходные данные ИС могут поступать в центры учёта и обработки информации (например, в Мосэнерго или Киевэнерго).