[科普中国]-多功能计量插座

多功能计量插座是一种带背光及中文显示、量程更宽、带工况报警、自动电费计算，内部使用负感线圈检测，功率更大，计量更准确，现在有白色绿色版本。这种插座的主要功能就是用来测量家用电器的功率和电源电压。

简介由于经济的高速发展，使电力供应越来越紧张。低碳经济、绿色环保、科学化发展，更要求我们节约能源。因此国家对节能降耗的精细化管理逐步深化。同时随着家用用电设备越来越多，普通民众也开始关注家电的用电量。不少单位对用电设备的电器性能、耗电量、定时控制等更是十分重视。本插座式多功能仪表的研制，就可以很好的解决上述问题。它不仅能够显示用电状况（测量电压、电流、功率、功率因数和用电量）、而且还能实现定时开关，并能运用Zigbee、430M无线射频/RS485、Internet技术，自动组网，实现集抄及远程控制。可以安装在墙壁上代替普通墙壁插座，也可以作为多功能仪表使用，同时实现用电计量功能、定时开关功能。因此可广泛用于家庭、学校、机关、单位进行用电管理计量与节能控制。还可以便捷的用于学校实验室电气参数的测量。通过电流或用电量的检测，不仅可以判断设备的节电性能，还可以方便的判断设备是否具有软启动和变频功能。1

插座式多功能计量仪表的研制主要技术方案1、计量插座由LCD显示模块、电能采集部分、继电器控制部分、无线/RS485通讯模块、以及具有电测量功能的主芯片组成。

2、计量插座的CPU选用8位51内核的处理器芯片ATT7027，它完成所有的单相电能计量的全部功能，包括有功功率与有功电能、无功功率与无功电能、视在功率与视在电能、电压有效值、电流有效值及频率计算等，支持灵活的防窃电方案和校表方案。

3、数据采集测量单元采用2通道16位A/D对交流采样、数字滤波与校准、合理的数据处理算法，保证数据的可靠性和准确性。单片机系统先对AD芯片初始化，并将各参数从内部FLASH中读出，放入RAM中；AD完成一次转换后将数据放入相应的寄存器中，CPU对采集的数据进行处理后得到满量程的百分数暂存于RAM中。CPU的串口通过无线/RS485模块连接，无线/RS485总线上数据经接口芯片转换后由CPU接收，模块CPU收到正确命令后将根据命令进行回答，如配置模块，返回数据等。

4、无线传输与自动组网

为方便实现数据通讯，插座内部嵌入无线射频模块，采用CC 1000作为核心部件，能够实现数据的无线传输，方便组成系统。内置自动组网协议，能够实现接力方式传输，保证远距离传输的可靠、灵活。

5、自身供电问题

插座要解决在工作过程当中自身供电问题，一般的电源及变压器限于体积，不可能在其中应用，必须通过线性直接降压，并再进行电压转换，才能保证设备自身正常工作。本设计通过阻容降压，并进行了电源抗干扰设计，满足了要求。

6、提高抗干扰性能

为增强产品的抗电磁干扰性能，通过在电路上增加热敏电阻、压敏电阻，通过光电耦合器件等方式，提高产品的抗干扰性能。1

创新点1、国内首款同时具有电流、电压、功率因数、功率测量显示，电能计量显示，实时时钟显示，定时控制，网络化远传功能的系列化插座产品。

2、多量程、多种安装方式，具有配电箱用导轨安装式；卧墙安装式；多孔插排式；转接插头式，带无线远传式和不带远传式，选用方便，适应范围广。

3、具有无线远传组网功能，便于大型公共建筑能耗监控。

4、产品采用自主研发的SOC电测量芯片，具有自主知识产权，优于国内外同类产品。1

主要技术指标电压、电流0.5级；

有功功率、有功电能、功率因数1级；

电压量程：180～250V；

过载能力：1.2倍量程/正确测量；

输入电流：电流量程：0～10A/0～16A/0～60A；

过载能力：1.2倍量程/正确测量；超过1.6倍量程10秒内断开继电器，视当前电流大小决定时间快慢；

工作环境：工作温度：- 20～70℃ ；存储温度：-40～ 85℃ ；相对湿度≤ 90%，86～106kPa，无腐蚀气体场所。1

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学