KR100528022B1 - Meter using magnetoresistive element - Google Patents
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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.The present invention relates to a meter for measuring the amount of power used by the recipient, the side of the disk 200 rotated by the rotating means 1 is magnetized to partition the side of the disk 200 in an oblique direction is magnetized The disk rotation detecting circuit 300 includes a magnetoresistive element 301 whose resistance value is variable in response to the magnetic flux of the magnet 201, thereby allowing the microcomputer 500 to change a voltage varying according to the rotation angle of the disk 200. To apply. The microcomputer 500 detects the number of rotations and the rotation angle of the original plate 200 according to the output voltage of the original plate rotation sensing circuit 300 and measures the power consumption corresponding thereto.
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.As described above, the present invention can accurately determine the number of rotations and the rotation angle of the disk rotating at a speed corresponding to the amount of power used, and thus, the amount of power used can be accurately measured.
Description
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.The present invention relates to an automatic meter reading system, and more particularly, to a meter using a magnetoresistive element that can measure the amount of power used by using a magnetoresistive element.
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.A typical power meter is configured to display the power used by a user by a mechanical method. Such a general power meter has a problem that a separate meter reader needs to visually read the used power displayed on the power meter, which requires a lot of labor and may cause an error during the meter reading.
이러한 문제를 해결하기 위하여 자동 검침 시스템이 제안되고 있다.In order to solve this problem, an automatic meter reading system has been proposed.
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.The automatic meter reading system refers to a system in which a power meter detects power used in an electrical manner and transmits the detected information to the main system wirelessly through a repeater. The automatic meter reading system has the following features.
1. 사용 전력의 검침 및 발부를 자동화할 수 있어 인건비를 절약할 수 있다.1. Automated meter reading and issuing can save labor cost.
2. 신속 정확하게 검침할 수 있어 부하의 특성을 신속하게 판단할 수 있다.2. It can be read quickly and accurately to determine the characteristics of the load quickly.
3. 계량기의 설치 위치가 자유로워 배관, 배선을 경제적으로 시공할 수 있다.3. The installation position of the meter is free, so the piping and wiring can be economically constructed.
4. 수용가의 이사, 전입시에 즉시 정산이 가능하다.4. It is possible to settle the payment immediately when the director moves or moves in.
5. 검침원을 가장한 범죄를 예방할 수 있다.5. We can prevent crimes pretending to be meter readers.
6. 검침 실수로 인한 요금 징수를 예방할 수 있다.6. You can prevent charges due to meter reading mistakes.
7. 정확한 검침으로 도전을 예방할 수 있다.7. Accurate meter reading can prevent challenges.
이러한 기능을 구비하기 위한 자동 검침 시스템의 계량기의 원리를 설명하기 위한 도면이 도 1에 도시되어 있다.1 is a view for explaining the principle of the meter of the automatic meter reading system for having such a function.
도 1에서 부호는 (1)는 회전 수단을 의미하는 것으로서, 내부 부하의 사용전력량에 대응하는 속도로 내부 축(11)을 회전시키는 수단을 의미한다.In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotation means, and means a means for rotating the internal shaft 11 at a speed corresponding to the amount of power used by the internal load.
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.The disc 2 is formed on the shaft 11 of the rotating means 1, and the user can infer the current amount of power used by the rotation state of the disc 2. On the other hand, a part of the lower surface of the original plate 2 is formed with a light absorbing portion 21 painted with black light, and a photo coupler circuit 3 is formed under the original plate 2. That is, the photo coupler 3 which consists of the light emitting diode 31 and the photo transistor 32 is comprised in the lower part of the original board 2, The said light emitting diode 31 emits light, and the lower part of the original board 2 is carried out. When some surface is irradiated, the photo transistor 32 is comprised so that the light of the light emitting diode 31 reflected from the lower surface of the disk 2 may be received.
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.In this configuration, most of the light of the light emitting diode 31 is reflected by the lower surface of the original plate 2 to be received by the phototransistor 32, but the reflected light is emitted when the light absorbing surface 21 of the original plate 2 is irradiated. It does not exist. Therefore, by counting the number of times that light is not received by the photo transistor 32, the rotation speed and the rotation amount of the original plate 2 can be detected.
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.That is, the conventional meter uses this principle, and the light emitting diode 31 and the photo transistor 32 are connected to the microcomputer 4, and the microcomputer 4 does not receive light to the photo transistor 32. It was configured to measure the rotational speed and the rotational amount of the disc 2 by counting the number of times.
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.The microcomputer 4 converts the measured rotation amount of the original plate 2 into power consumption and transmits it to the main system through a repeater, while displaying on the display unit 5 so that the user can easily check the amount of power used.
그러나, 이러한 종래의 장치에서는 사용 전력량을 정확히 판단할 수 없다는 문제가 있다.However, there is a problem that such a conventional apparatus cannot accurately determine the amount of power used.
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.That is, in the apparatus of FIG. 1, the photo transistor 32 outputs the waveform as shown in FIG. Here, the microcomputer 4 measures the amount of rotation of the master plate 2 by counting the number of low levels output by the photo transistor 32, and measures the amount of power consumption corresponding thereto, but the photo transistor 32 sets the high level. At the time of outputting, the exact amount of rotation cannot be measured. For example, at the time t1, that is, when the photo transistor 32 outputs the low level, the accurate amount of rotation can be measured, but at the time t1-t2, the amount of rotation of the disc 2 cannot be measured. Therefore, there was a problem in that the amount of power used could not be measured accurately.
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.The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a meter using a magnetoresistive element capable of accurately measuring the amount of power used by a prisoner.
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.The present invention for achieving the above object is a meter for measuring the power consumption of the receiver, the side is divided in the diagonal direction, and the magnet is magnetized on the divided surface; Rotating means for rotating the disc at a speed corresponding to the used electric power; A disc rotation detection circuit for outputting a voltage corresponding to the magnetic flux from the disc; A microcomputer for measuring the amount of power used corresponding to the number of rotations and the rotation angle of the disk according to the output voltage of the disk rotation detection circuit.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명을 행하는 자기 저항 소자를 이용한 계량기의 개략 블록도이다.3 is a schematic block diagram of a meter using a magnetoresistive element according to the present invention.
도 3에서 부호는 (100)는 회전 수단을 의미하는 것으로서, 내부 부하의 사용전력량에 대응하는 속도로 내부 축(101)을 회전시키는 수단을 의미한다.In FIG. 3, reference numeral 100 denotes a rotation means, and means a means for rotating the internal shaft 101 at a speed corresponding to the amount of power used by the internal load.
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.The disc 200 is configured on the shaft 101 of the rotating means 100, and the user can infer the current amount of power used by the rotation state of the disc 200.
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.Meanwhile, the magnet 201 is magnetized on the side of the disc 200 by dividing the side surface of the disc 200 in an oblique direction as shown in the development view of FIG. 4. Here, the magnet 201 is magnetized so that the outer surface magnetized to the disc 200 is formed an N pole or an S pole.
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.The disc rotation sensing circuit 300 is configured to be close to the magnet surface 201 of the disc 200. The disk rotation detection circuit 300 has a voltage distribution resistor R1 and a magnetoresistive element 301 connected in series as shown, and the microcomputer 500 is connected in parallel with the magnetoresistive element 301. have.
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.Here, the magnetoresistive element 301 has a characteristic that the resistance value is variable in correspondence with the amount of magnetic flux induced. That is, the magnetoresistive element 301 increases the resistance value in proportion to the magnetic flux amount of the N pole (in this case, the resistance value decreases in proportion to the magnetic flux amount of the S pole) or in proportion to the magnetic flux amount of the S pole. The resistance value increases (in this case, the resistance value decreases in proportion to the magnetic flux of the N pole).
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.Due to the above-described characteristics of the magnetoresistive element 301, the voltage applied to the microcomputer 500 is varied according to the rotation of the disc 200. For example, the surface of the magnet 201 surface of the disc 200 is formed with an N pole, and the magnetoresistive element 301 will be described with reference to FIG. 5 when the resistance value increases in proportion to the magnetic flux of the N pole. As follows.
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.First, in FIG. 5, when the surface t101 having the smallest amount of magnet 201 on the surface of the magnet 201 is close to the magnetoresistive element 301, the voltage of the contact point a of the disc rotation sensing circuit 300 is smallest. It is applied to the microcomputer 500 in a state. However, as the surface of the magnet 201 increases with the rotation of the disc 200, the magnetic flux amount increases so that the voltage of the contact a of the disc rotation sensing circuit 300 gradually increases, and the surface t102 having the largest magnet amount is When approaching the magnetoresistive element 301, the voltage of the contact a becomes maximum.
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.As described above, since the voltage corresponding to the rotation of the original plate 200 is applied to the microcomputer 500 from the original rotation detection circuit 300, the rotation speed and the rotation amount of the original plate 200 according to the voltage of the microcomputer 500. Can be accurately determined.
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.That is, since the disc rotation detection circuit 300 applies a voltage corresponding to the rotation angle to the microcomputer 500 when the disc 200 rotates once, the microcomputer 500 not only rotates the disc 200 but also rotates the disc 200. It can measure up to an angle, so you can measure the exact power usage.
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.The microcomputer 500 measures the power usage by the voltage applied from the disc rotation sensing circuit 300, displays the measured usage on the display unit 600, and applies it to the main system through a repeater.
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.As described above, the present invention can accurately determine the number of rotations and the rotation angle of the disk rotating at a speed corresponding to the amount of power used, and thus, the amount of power used can be accurately measured.
도 1은 종래 계량기의 구조를 개략적으로 도시한 도면,1 is a view schematically showing the structure of a conventional meter,
도 2는 종래의 계량기내에서 발생하는 펄스의 상태를 도시한 도면,2 is a view showing a state of a pulse generated in a conventional meter,
도 3은 본 발명에 따른 자기 저항 소자를 이용한 계량기의 구조를 개략적으로 도시한 도면,3 is a view schematically showing the structure of a meter using a magnetoresistive element according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 자기 저항 소자를 이용한 계량기에서 원판에 자석이 착자되는 상태를 도시한 전개도,Figure 4 is a development view showing a magnet magnetized to the disc in the meter using a magnetoresistive element according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 자기 저항 소자를 이용한 계량기에서 원판 회전 감지 회로에 검출되는 전압을 도시한 도면.5 is a diagram illustrating a voltage detected by a disc rotation detection circuit in a meter using a magnetoresistive element according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 회전 수단 200 : 원판100: rotating means 200: disc
300 : 원판 회전 감지 회로 301 : 자기 저항 소자300: disc rotation detection circuit 301: magnetoresistive element
500 : 마이컴500: micom
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20091030 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |