По измеряемым величинам электросчетчики бывают однофазными (измерение переменного тока 220В, 50Гц) и трехфазными (380В, 50Гц). Но все современные электронные трехфазные счетчики поддерживают и однофазный учет.
Если говорить о подключении, то их можно разделить на приборы прямого включения в силовую цепь и приборы трансформаторного включения, для подключения которых необходимы специальные трансформаторы.
А по типу конструкции счетчики бывают:
- Индукционными (дисковыми, электромеханическими), где магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент (диск). Количество потребленной электроэнергии, в этом случае, прямо пропорционально числу оборотов диска. Подобные счётчики электроэнергии были широко распространены в прошлом, а сегодня их место занимают электронные приборы учета.
- Электронными (статическими), где переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. В этом случае измерения активной энергии основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс.
- Гибридными, где есть цифровой интерфейс, измерительная часть индукционного или электронного типа, механическое вычислительное устройство. Подобный вариант приборов учета сегодня можно встретить нечасто.
Современный счетчик состоит из:
- трансформатора тока,
- жидкокристаллического индикатора отображения измеренных величин,
- источника питания схемы,
- микроконтроллера,
- часов реального времени,
- телеметрического выхода,
- супервайзера,
- управляющих органов;
- оптического порта.
Микроконтроллер, хоть и является небольшим по габаритам девайсом, но является ключевым компонентом подобных устройств.
Обладая возможностью преобразования АЦП, микроконтроллер преобразует сигнал с трансформатора тока в цифровой формат, обрабатывает его и выводит результат на дисплей. Помимо этого, микроконтроллер управляет работой интерфейсов и принимает команды от элементов управления. Все возможности микроконтроллера зависят от заложенного в нем ПО и ТЗ.
Согласно действующему российскому законодательству, в настоящее время все электросчетчики в стране, применяемые для коммерческого учета электроэнергии, должны обладать минимальным набором функций интеллектуальных систем учета. Но в отличие от рынков вычислительной техники или телекоммуникационного оборудования, где требуются сложные процессоры, изготовить которые на данный момент можно только на передовых зарубежных фабриках, в области электросчетчиков применяются относительно простые контроллеры и другие интегральные схемы с технологиями, давно освоенными отечественными дизайн-центрами. Компонентная база такого уровня в России уже разработана и выпускается, несколько предприятий в нашей стране готовы предложить свои решения.
К примеру, воронежский НИИ электронной техники выпускает новый ультранизкопотребляющий микроконтроллер К1921ВГ015, который разрабатывается в рамках нового комплексного проекта «Разработка и освоение в серийном производстве серии 32-разрядных микроконтроллеров» с использованием программы субсидирования в соответствии с постановлением Правительства РФ от 24 июля 2021 года № 1252.
МК К1921ВГ015 представляет собой построенный на базе ядра архитектуры RISC-V 32-разрядный микроконтроллер с внутренней энергонезависимой памятью, многоканальным АЦП, криптографическим сопроцессором, последовательными интерфейсами, системой защиты от несанкционированного доступа и низким током потребления в активном режиме и максимальной частотой работы до 60 МГц.
Сфера применения этой новинки достаточно широка и включает в себя средства измерений, бытовые счетчики газа и электроэнергии, автоматизацию производства, медицину. Микросхема может быть использована для промышленных и потребительских приложений, включая системы дистанционного мониторинга, контрольно-измерительные приборы, системы автоматизации производственных процессов, автомобильную электронику, и даже устройств с батарейным питанием.
Изделие оснащено: блоками АЦП сигма-дельта, АЦП последовательного приближения с интерфейсом к контроллеру прямого доступа к памяти, модулем захвата/сравнения, блоками кодирования информации, блок RTC, двумя блоками ОЗУ на 256кБ и 64кБ, блоком контроля вскрытия и др.
Система тактирования изделия позволяет использовать различные источники тактового сигнала, что позволяет расширить набор применений и решаемых задач пользователя. Существует возможность гибкой настройки тактовых сигналов для блоков периферии.
К тому же, для снижения энергопотребления предусмотрена возможность отключения тактовых сигналов отдельных блоков периферии в случае, если они не используются пользователем.
Эта разработка уже закладывается в проекты счетчиков газа и электроэнергии.
