电表快速查窃仪

       创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——电表快速查窃仪。该专利由国网河北省电力公司邯郸供电分公司申请，并于2017年4月12日获得授权公告。

       内容说明

       本发明涉及一种电表查窃仪，特别是一种电表快速查窃仪，适用于现场测量电能表电参数，从而判断电能表是否正常，有、无窃电行为。

       发明背景

       目前，现有的电能表现场查窃设备大都采用主机和钳表分开的结构，钳表和主机必须通过很长的线连接，因而，这种结构的查窃设备接线繁琐，并且采集信号时容易受到干扰，操作复杂，测量数据不精确，使用起来很不方便。另外，虽然现在也有钳表和主机集合为一体的电能表查窃仪，但其电路结构都比较复杂，电路内部数据计算过程也非常繁杂，计算速度较慢；因此，维护起来比较麻烦，也不便于快速查窃电。

       发明内容

       本发明的目的是：设计一种钳表和主机集合为一体的电表快速查窃仪，该查窃仪为适用于现场的微型手持式电测仪表，便于携带，接线容易，采集信号时不易受到干扰，测量数据精确，操作简单，并且电路结构简单，电路内部数据计算过程简单，计算速度快，能够快速判断出电能表是否正常，有、无窃电行为，使用起来更简便。

 
       本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：本电表快速查窃仪，包括主机壳体、钳表和工作电路板，所述的主机壳体上设有液晶屏观察窗，所述的钳表由钳头壳体和铁芯组成，所述的工作电路板安装在主机壳体内，其特征是：所述的工作电路板上包括有主控CPU、前端信号调理电路、键盘电路、语音电路、电源电路和LCD液晶接口电路，主控CPU内有微控制器U5，外部时钟电路、下拉电阻R17、CPU上电复位电路、CPU电源VCC退耦电容、有极性电容E5、AD接口模拟电源滤波电路和0欧电阻R21，其中，微控制器U5的型号为STM32F100CBT6，外部时钟电路内有8M晶振Y1以及电容C7和C8，CPU上电复位电路内有电阻R18和电容C9，CPU电源VCC退耦电容内有电容C10、C11和C12，AD接口模拟电源滤波电路内有电感L2、电容C13和有极性电容E6；前端信号调理电路内有四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D、交流电流采样输入端子P1、交流电压输入端子P2、电阻R1、R3～R10和R12、电容C1～C3以及钳位二极管D1和D3～D5，其四通道高精度运算放大器的型号为SGM8554，钳位二极管D1和D3～D5的型号均为IN4148；键盘电路内有控制按键KEY1和KEY2以及电阻R11和R13；语音电路内有音频功放芯片U3、有极性电容E3和E4、电容C4和C5、电阻R14和R15以及喇叭SP1，其音频功放芯片U3的型号为SGM4890YMS；电源电路内有电池BT1、开关电压调节器U1、有极性电容E1和E2、二极管D2、电感L1、电阻R2以及拨码开关S 1 ，其开关电压调节器U 1的型号为L M 2 5 9 6 S - 3 .3 ，二极管D 2的型号为STPS2L25U，电感L1的型号为DO3316P-104，拨码开关S1的型号为SW DIP-6；LCD液晶接口电路内有LCD驱动器U4、电阻R16、电容C6和4位7段数码LCD液晶屏DS1，其LCD驱动器U4的型号为HT1621B，4位7段数码LCD液晶屏DS1的型号为GDC8310。

       该查窃仪测量火线入线电流Ia或零线出线电流Ib的内部运算过程为：输入查窃仪内的火线入线电流模拟信号或零线出线电流模拟信号，经过查窃仪内部工作电路板上的前端信号调理电路调理后，直接输入到主控CPU1的微控制器U5内，经微控制器U5内部AD转换后，得到火线入线或零线出线的瞬时电流采样值，火线入线或零线出线的瞬时电流采样值经过微控制器U5计算得到火线入线或零线出线的电流有效值，即测得火线入线电流Ia或零线出线电流Ib；火线入线电流Ia和零线出线电流Ib均侧量出来后，查窃仪根据以下判断依据进行判断，语音电路根据判断结果给出相应的靓丽人声语音提示；所述的判断依据为：当Ia / Ib -1 > 15%时，提示“零线可能断开”，当Ia / Ib -1 < 15%时，提示“有外线接入”，并且以上两种情况，均表明电能表状态不正常，可能有窃电行为。

       本发明在电源电路内，电池BT1为9V碱性电池。拨码开关S1为转盘拨码开关。本发明的LCD液晶接口电路与主控CPU之间，LCD驱动器U4的第1～4引脚通过SPI通讯接口分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。

       本发明的优点是：该查窃仪为适用于现场的微型手持式电测仪表，便于携带；采用钳表和主机集合为一体的设计，且采用32位Cortex-M3内核微控制器控制，电路结构简单，使用过程中不停电、不改变计量电能表回路接线，只要使钳表分别卡入电能表的火线入线和零线出线，即可测得电能表线路的火线入线电流和零线出线电流，进而通过查窃仪主控CPU的快速计算，迅速判断出电能表是否正常，有、无窃电行为，同时发出靓丽人声语音提示，接线容易，操作简单，电路内部数据计算过程简单，计算速度快，更人性化，使用起来更简便；钳表接线短，能够避免采集信号时受到干扰，测量数据更加精确。