KR100528022B1 - 자기저항소자를이용한계량기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수용자의 사용 전력량을 측정하는 계량기에 관한 것으로서, 회전 수단(1)에 의하여 회전하는 원판(200)의 측면은 사선 방향으로 원판(200) 측면을 분할하는 자석(201)이 착자되어 있으며, 원판 회전 감지 회로(300)는 자석(201)의 자속량에 대응하여 저항값이 가변되는 자기 저항 소자(301)를 구비하므로써 원판(200)의 회전각에 따라 가변하는 전압을 마이컴(500)에 인가한다. 마이컴(500)은 원판 회전 감지 회로(300)의 출력 전압에 따라 원판(200)의 회전수 및 회전각을 검출하고, 이에 대응한 전력 사용량을 측정한다.

이와 같이 본 발명은 전력 사용량에 대응하는 속도로 회전하는 원판의 회전 수 및 그 회전각을 정확히 판단할 수 있어, 사용 전력량을 정확히 측정할 수 있다는 효과가 있다.

Description

자기 저항 소자를 이용한 계량기

본 발명은 자동 검침 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용 전력량을 자기 저항 소자를 이용하여 계량할 수 있는 자기 저항 소자를 이용한 계량기에 관한 것이다.

일반적인 전력 계량기는 사용자가 사용한 전력을 기계적인 방법에 의하여 표시하도록 구성되어 있다. 이러한 일반 전력 계량기는 별도의 검침원이 전력 계량기에 표시된 사용 전력을 육안으로 검침하여야 하는 바, 많은 노동력을 필요로 하며 검침시에 오류가 발생할 수 있다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 자동 검침 시스템이 제안되고 있다.

자동 검침 시스템은 전력 계량기로 하여금 사용 전력을 전기적인 방법으로 검출하고, 검출된 정보를 중계기를 통하여 무선으로 메인 시스템에 송신하는 시스템을 말하는 것으로서, 이러한 자동 검침 시스템은 아래와 같은 특징을 구비한다.

1. 사용 전력의 검침 및 발부를 자동화할 수 있어 인건비를 절약할 수 있다.

2. 신속 정확하게 검침할 수 있어 부하의 특성을 신속하게 판단할 수 있다.

3. 계량기의 설치 위치가 자유로워 배관, 배선을 경제적으로 시공할 수 있다.

4. 수용가의 이사, 전입시에 즉시 정산이 가능하다.

5. 검침원을 가장한 범죄를 예방할 수 있다.

6. 검침 실수로 인한 요금 징수를 예방할 수 있다.

7. 정확한 검침으로 도전을 예방할 수 있다.

이러한 기능을 구비하기 위한 자동 검침 시스템의 계량기의 원리를 설명하기 위한 도면이 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서 부호는 (1)는 회전 수단을 의미하는 것으로서, 내부 부하의 사용전력량에 대응하는 속도로 내부 축(11)을 회전시키는 수단을 의미한다.

이러한 회전 수단(1)의 축(11)에는 원판(2)이 구성되어 있으며, 이 원판(2)의 회전상태에 의하여 사용자는 현재 사용 전력량을 유추할 수 있다. 한편, 원판(2) 하부면의 일부에는 흑색등으로 도색된 광흡수부(21)가 형성되어 있으며, 원판(2)의 하부에는 포토 커플러 회로(3)가 구성되어 있다. 즉, 원판(2)의 하부에는 발광용 다이오드(31) 및 포토 트랜지스터(32)로 구성되는 포토 커플러(3)가 구성되어 있고, 상기 발광용 다이오드(31)가 발광하여 원판(2)의 하부 일부면을 조사하면, 포토 트랜지스터(32)는 원판(2)의 하부면으로부터 반사되는 발광용 다이오드(31)의 광을 수광하도록 구성되어 있다.

이러한 구성에서, 발광용 다이오드(31)의 광의 대부분은 원판(2)의 하부면에서 반사되어 포토 트랜지스터(32)에 수광되나, 원판(2)의 광흡수면(21)을 조사할 때에는 반사광이 존재하지 않게 된다. 따라서, 포토 트랜지스터(32)에 광이 수광되지 않는 횟수를 계수하면, 원판(2)의 회전 속도 및 회전량을 검출할 수 있다.

즉, 종래의 계량기는 이러한 원리를 이용한 것으로서, 발광용 다이오드(31) 및 포토 트랜지스터(32)를 마이컴(4)에 각각 연결하고, 마이컴(4)은 포토 트랜지스터(32)에 광이 수광되지 않는 횟수를 계수하므르로써 원판(2)의 회전 속도 및 회전량을 측정하도록 구성하였다.

마이컴(4)은 측정된 원판(2)의 회전량을 전력 사용량으로 환산하여 중계기를 통해 메인 시스템에 전송하는 한편, 표시부(5)에 표시하므로써 사용자가 사용 전력량을 용이하게 확인할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 장치에서는 사용 전력량을 정확히 판단할 수 없다는 문제가 있다.

즉, 도 1의 장치에서 포토 트랜지스터(32)는 도 2와 같은 파형을 출력한다. 여기서, 마이컴(4)은 포토 트랜지스터(32)가 출력하는 로우 레벨의 개수를 계수하므로써 원판(2)의 회전량을 측정하고, 이에 대응하는 전력 사용량를 측정하나, 포토 트랜지스터(32)가 하이레벨을 출력하는 시점에서는 정확한 회전량을 측정할 수 없다. 예컨데, 시점(t1) 즉, 포토 트랜지스터(32)가 로우 레벨을 출력하는 시점에서는 정확한 회전량의 측정이 가능하나, 시점(t1-t2)에서는 원판(2)의 회전량을 측정할 수 없고 이에 따라서 사용 전력량을 정확히 측정할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 수용자의 사용 전력량을 정확히 측정할 수 있는 자기 저항 소자를 이용한 계량기를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수용자의 사용 전력을 측정하는 계량기로서, 측면이 사선 방향으로 분할되고, 분할된 일면에 자석이 착자된 원판과; 원판을 사용 전력에 대응하는 속도로 회전시키는 회전 수단과; 원판으로부터의 자속에 대응하는 전압을 출력하는 원판 회전 감지 회로와; 원판 회전 감지 회로의 출력 전압 따라 원판의 회전 수 및 회전각에 대응한 사용 전력량을 측정하는 마이컴을 구비한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명을 행하는 자기 저항 소자를 이용한 계량기의 개략 블록도이다.

도 3에서 부호는 (100)는 회전 수단을 의미하는 것으로서, 내부 부하의 사용전력량에 대응하는 속도로 내부 축(101)을 회전시키는 수단을 의미한다.

이러한 회전 수단(100)의 축(101)에는 원판(200)이 구성되어 있으며, 이 원판(200)의 회전 상태에 의하여 사용자는 현재 사용 전력량을 유추할 수 있다.

한편, 원판(200)의 측면에는 도 4에 전개도로 도시된 바와 같이 사선 방향으로 원판(200)측면을 분할하여 자석(201)이 착자되어 있다. 여기서, 자석(201)은 원판(200)에 착자된 외부 표면이 N극 또는 S극이 형성되도록 착자된다.

원판(200)의 자석면(201)에 근접하여 원판 회전 감지 회로(300)가 구성된다. 원판 회전 감지 회로(300)는 도시된 바와 같이 전압 분배용 저항(R1)과, 자기 저항 소자(301)이 직렬로 연결되어 있으며, 자기 저항 소자(301)와 병렬로 마이컴(500)이 연결되어 있다.

여기서, 자기 저항 소자(301)은 유기되는 자속량에 대응하여 저항값이 가변되는 특성을 가지고 있다. 즉, 자기 저항 소자(301)는 N극의 자속량에 비례하여 저항값이 증가하거나(이 경우, S극의 자속량에 비례하여 저항값은 감소한다.), S극의 자속량에 비례하여 저항값이 증가하는 것(이경우, N극의 자속량에 비례하여 저항값은 감소한다.)이다.

자기 저항 소자(301)의 상술한 특성에 의하여 원판(200)의 회전에 따라 마이컴(500)에 인가되는 전압은 가변된다. 예컨데, 원판(200)의 자석(201)면 표면은 N극으로 형성되어 있고, 자기 저항 소자(301)는 N극의 자속량에 비례하여 저항값이 증가하는 경우를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에서 자석(201)의 표면중 가장 자석(201)량이 작은 면(t101)이 자기 저항 소자(301)에 근접하면, 원판 회전 감지 회로(300)의 접점(a) 전압은 가장 작은 상태로 마이컴(500)에 인가된다. 그러나, 원판(200)의 회전에 따라 자석(201)면이 증가함에 따라 따라 자속량이 증가하여 원판 회전 감지 회로(300)의 접점(a) 전압은 점차로 증가하고, 자석량이 가장 큰면(t102)이 자기 저항 소자(301)에 근접할 때에 접점(a)전압은 최대가 된다.

마이컴(500)에는 상술한 바와 같이 원판(200)의 회전에 대응한 전압이 원판 회전 감지 회로(300)로부터 인가되므로, 마이컴(500)의 이 전압에 따라 원판(200)의 회전 속도 및 회전 량을 정확히 판단할 수 있다.

즉, 원판 회전 감지 회로(300)는 원판(200)이 1 회전시에 그 회전각에 대응하는 전압을 마이컴(500)에 인가하므로 마이컴(500)은 원판(200)의 회전 수뿐 아니라, 그 회전각까지 측정할 수 있어, 정확한 전력 사용량을 측정할 수 있는 것이다.

마이컴(500)은 원판 회전 감지 회로(300)로부터의 인가 전압으로 전력 사용량을 측정하고, 측정된 사용량을 표시부(600)에 표시하는 한편, 중계기를 통하여 메인 시스템에 인가한다.

이와 같이 본 발명은 전력 사용량에 대응하는 속도로 회전하는 원판의 회전 수 및 그 회전각을 정확히 판단할 수 있어, 사용 전력량을 정확히 측정할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래 계량기의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 종래의 계량기내에서 발생하는 펄스의 상태를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 자기 저항 소자를 이용한 계량기의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 자기 저항 소자를 이용한 계량기에서 원판에 자석이 착자되는 상태를 도시한 전개도,

도 5는 본 발명에 따른 자기 저항 소자를 이용한 계량기에서 원판 회전 감지 회로에 검출되는 전압을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 회전 수단 200 : 원판

300 : 원판 회전 감지 회로 301 : 자기 저항 소자

500 : 마이컴

Claims (1)

1. 측면이 사선 방향으로 분할되고, 분할된 내부면과 외부면이 서로 상이한 극을 갖도록 자석(201)이 착자된 원판(200)과;

   상기 원판(200)을 사용 전력에 대응하는 속도로 회전시키는 회전 수단(100)과;

   상기 원판(200)으로부터의 자속에 대응하는 전압을 출력하기 위해 전압 분배 저항(R1)과, 상기 저항(R1)에 직렬로 연결되어 저항값을 가변하는 자기 저항 소자(301)로 구성된 원판 회전 감지 회로(300)와;

   상기 원판 회전 감지 회로(300)의 출력 전압 따라 상기 원판(200)의 회전 수 및 회전각에 대응한 사용 전력량을 측정하는 마이컴(500)을 구비하는 자기 저항 소자를 이용한 계량기.