电度表校验器

在一般中小型企业中，小容量电度表的数量大多有几百至上千只。这些电度表在经过长途运输至安装前，以及在使用一定时间之后，都需要进行校验。现介绍一种电度表校验器，可用来对单位内部的小容量电度表进行校验，一般几分钟即可校验一只电度表。

校验器采用比较校验法。选一只误差较小、精确度较高的电度表作为标准表，把被校表和标准表串接在同一负载的同一电路里，在相同电压（交流220V），相同的时间（铝盘转动一周）内，把被校表铝盘转动角度和标准表铝盘转动角度相比较，即可知道被校表走的快慢。

具体的做法是：在标准表铝盘距外沿5mm作一圆，并将圆周作100等分，钻φ1.2mm小孔100个，如图1。用直射式光电转换头对准小孔，则铝盘每转动一周，即发出100个脉冲信号。在被校表铝盘上也用光电转换头设法每转动一周取一个（或者两个）信号，被校表和标准表两路信号经整形后通过一与门电路进行计数，所得数即表示被校表转动一周标准表铝盘所转轨的角度。此数若等于100，则被校表计量等于标准表；若小于100，则表示被校表较快；若大于100，则被校表慢。一般内部使用的电表，100±1即认为近似于标准表，大于±1则要对被校表进行校正。

图2是校验器的方框图，整个电路分为标准表光电信号整形、被校表光电信号整形、计数控制、置零控制、计数显示、计数校正和电源等部分。图3是校验器原理图。由光敏二极管D\(_{1}\)和三极管BG1～BG\(_{4}\)组成被校表光电信号转换和整形电路。其中D1和BG\(_{1}\)完成光电信号转换，BG2为射极跟随器把信号耦合到由BG\(_{3}\)、BG4组成的射耦双稳整形电路，使光电信号变为较规则的矩形脉冲。电容器C\(_{2}\)和C4滤掉光电信号前后沿因抖动而产生的抖动脉冲和其它干扰脉冲。

为了从被校表上取得校对信号，可用黑墨笔在铝盘靠外滑一周涂一条宽8～10mm的黑色圆环，圆环留一宽为5mm左右的缺口，用折射式光电转换头对准缺口（如图4所示）。铝盘每转动一周，就发出一个光电信号。有些厂家生产的电度表铝盘上留有两个对应的小孔，如图5，利用这两个小孔作信号源很方便，用直射式光电转换头对准小孔，铝盘每转动一周便发出两个光电信号。

为了知道光电转换头是否对准了铝盘上的信号孔（或涂墨缺口），电路中加了一级由BG\(_{5}\)组成的指示电路。只要光电转换头对准了信号孔（或涂墨缺口），每当信号孔经过光电转换头时，BG4集电极输出高电平，同时BG\(_{5}\)导通，指示灯HL1亮。

光敏二极管D\(_{2}\)和三极管BG6～BG\(_{9}\)组成标准表光电信号转换和整形电路，它的工作原理和被校表电路相同。

两块JK触发器8与9，组成记忆控制电路（用其它触发器组成类似电路也是可以的），它同时控制计数电路的计数和置零，触发器本身通过置零按钮AL和R\(_{D}\)置零端置零。门5对计数脉冲起开门和封锁作用。门6、门7完成计数器的自动清零。

门1、2、3、4和电容C\(_{1}\)、电阻R1、R\(_{2}\)组成一环形振荡器，它可以连续输出矩形脉冲，通过转换开关S1送入计数器CP端，用以对计数器单独进行调试。调节R\(_{1}\)和C1的大小可改变其振荡频率。在电度表校验时转换开关拨向“1”位置，振荡器不起作用。

计数器10～12（用H150型集成电路），译码器13～15（用H270型集成电路），辉光数码管SZ\(_{1}\)～SZ3组成个位、十位、百位三位计数译码显示电路。

图9是电源部分电路图。

下面以铝盘上留有两个对应小孔的电度表为例，说明计数电路的控制原理。

转换开关S\(_{2}\)拨到1位置，从BG4输出的脉冲信号，送入JK触发器8的CP端，开机后，先按一下置零按钮AL，JK触发器8和9同时置零，即JK触发器输出端Q\(_{1}\)、Q2都输出低电平（以下简称“0”）。门5被封锁，同时低电平送到门6的输入端，门6输出高电平“1”至三位计数器R\(_{0}\)端，由于计数器H150为R0端接高电平置零，所以这时三位计数器同时置零。由于所用JK触发器需下降沿触发，所以当第1个脉冲下降沿到来时，JK触发器8翻转，Q\(_{1}\)=“1”，这时JK触发器9不翻转，Q2=“0”、Q-\(_{2}\)=“1”，门7输出“0”，门6输出“1”，计数器自动清零。当第2个脉冲下降沿到来时，JK触发器8和9同时翻转，Q2=“1”使标准表送来的脉冲信号能通过门5而送入计数器CP端，这时Q\(_{1}\)=“0”Q-2=“0”，使门7输出“1”，门6输出“0”，计数器开始计数。第3个脉冲下降沿到来时，触发器8翻转，但9不翻转，Q\(_{2}\)仍为“1”。第4个脉冲下降沿到来时，触发器8和9同时翻转，Q1=“0”、Q\(_{2}\)=“0”，门5封锁，停止计数。这段计数时间用t1表示，所记录下来的数字正好是从第2个脉冲下降沿到第4个脉冲下降沿之间，即被校表转动一周，标准表所输出的脉冲数。计数器显示的数字保持不变，一直持续到第5个脉冲下降沿到来，这段保持时间用t\(_{2}\)表示，它使操作人员有时间把显示数字记录下来。当第5个脉冲下降沿到来时，触发器8翻转，Q1=“1”，门7输出“0”，门6输出“1”，计数器自动清零，为下一次计数做好准备，这段时间用t\(_{3}\)表示，它一直持续到第6个脉冲下降沿到来。操作人员可利用这段时间对有误差的被校表进行校正。当第6个脉冲下降沿到来时，计数器自动开始下一个计数周期，如此不断循环，上述过程的波形图见图6。被校表的计数周期可记为：

用墨涂圆环的电度表校验时，转换开关S\(_{2}\)拨到2位置，BG4集电极输出的被校表脉冲直接送入JK触发器9的CP端，计数控制各点波形图如图7。被校表的计数周期可记为：

计数器采用中规模二—五—十进制计数器，型号H150：译码器采用中规模二—十进制译码器，型号H270；门1、2、3、4和门5、6、7分别使用两块二输入端四与非门，型号H007；JK触发器8、9型号为H013。以上均为北京半导体器件三厂产品。电路中电阻除R\(_{14}\)、R26、R\(_{27}\)要用1／2W外，其余均用1／8W碳膜电阻。

在使用时两表的接线如图8，可直接用电源变压器BK作为电路的负载，这样可省去一只负载电阻。若被校表的千瓦时盘转数和标准表的千瓦时盘转数相等，因标准表的信号孔为100个，所以计数器显示应出现100为标准。若两表的千瓦时盘转数不相等，则计数器显示应出现的标准数字应按下式计算：X=（100×M\(_{1}\)）／M2，式中X为标准显示数字；M\(_{1}\)为标准表千瓦时盘转数；M2为被校表千瓦时盘转数。（潘心荣）