DE2727369A1

DE2727369A1 - Kilowattstundenzaehler mit stochastischer signalverarbeitung

Info

Publication number: DE2727369A1
Application number: DE19772727369
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Kusche; Artur Dr Ing Seibt; Omer Viaene
Original assignee: Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
Current assignee: Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1979-01-04
Also published as: FR2394810A1

Description

Eilowattstundenzähler mit stochas ti scher Signalverarbeitung

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen ELa- und/oder Hehrphasen-Energiezähler mit stochastischer Signalverarbeitung, der einen Hultiplexeingangsschalter für die Spanmingen und die Ströme der einzelnen Phasen und eine Inzeige einrichtung für den Energieverbrauch und/oder für die Augenblicksleistung aufweist.

Zur Erstellung eines wirtschaftlichen elektronischen Drehstromzählers, der den Forderungen nach Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer genügt, bieten sich zwei Meßverfahren an: die Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers in Verbindung mit einem Computer (z. B. nach Patentanmeldung P 26 30 959-1) oder eine stochas ti sehe Signalverarbeitung der Eingangsgrößen von Strom und Spannung. Vie bei der bekannten Lösung mittels eines Computers zeichnet sich die stochastische Signalverarbeitung dadurch aus, daß nach der Umsetzung der analogen Eingangsgrößen die gesamte Signalverarbeitung digital vorgenommen wird. Die folgenden weiterverarbeitenden Schaltungsteile sind fehler- und driftfrei und lassen sich einfach auf einen Großschaltkreis integrieren, so daß zu einem Meßfehler lediglich der Umsetzer beitragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kilowattstundenzähler mit stochastischer Signalverarbeitung zu schaffen.

Diese Aufgabe ist durch die Erfindung gelöst, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche dargestellt ist.

Um einen derartigen stochastischen Kilowattstundenzähler für Drehstromnetze er erhalten, war es erforderlich, neue Verfahren zur stochastischen Umsetzung und zur Integration der

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Meßergebnisse zu schaffen und diese mit bekannten digitalen Signalverarbeitungseinrichtungen zu kombinieren. Die wesentlichen Erfindungsmerkmale sind die nichtlineare stochastische Umsetzung mit Hilfe eines digitalen HuItiplikationsverfahrens zur Steuerung nur eines Digital-Analog-Wandlers, die Verwendung eines Speichers mit vorgeschaltetem Addierer als Integrator und eine Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige der Augenblickslei s tauig.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die aus zwei Figuren besteht, näher erläutert. Darin zeigen die

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Kilowattstundenzählers mit stochastischer Signalverarbeitung und die

Fig. 2 die Schaltungsanordnung des verwendeten Analog-Stochastik-Umsetzers.

Da die Takt- bzw. Phasensteuerung des elektronischen Kilowattstundenzählers für das Verständnis des Erfindungsgedankens unerheblich ist, ist diese nur andeutungsweise in den Figuren dargestellt.

Der Kilowattstundenzähler besteht im wesentlichen aus einem Eingangsmultiplexer HUZ, einem Rauschgenerator RG, einer Bereichsermittlungseinrichtung SRI, SR2, AD, einem Digital-Analog-Wandler DAV, einem Umsetzer, einem Multiplizierer HOL, einem Hittelwertbildner VR und einer Anzeigeeinrichtung AZ.

Ein großer Dynamikbereich eines EnergieZählers läßt sich vernünftig nur mit nichtlinearer Codierung erreichen. Der erforderliche kleine Heßfehler, auch bei kleinen Eingangssignalen, bedingt, daß die Varianz um den Nullpunkt minimal ist. Aus dem gleichen Grund müssen Offsetspannungs- und Offsetstromfehler

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der an den Eingang angeschlossenen Bauelemente automatisch ausgeregelt werden. Bei der Abtastung der sechs Eingangsgrößen mit einem einkanaligen Multiplexer MUX tritt bekanntlich ein Zeitversatz auf, der durch ein Interpolations- bzw. Mittelungsverfahren kompensiert wird. Bei der vorliegenden Erfindung war es notwendig, ein Kompensationsverfahren zu finden, das auch bei nichtlinearer Codierung der Eingangsgrößen funktioniert. Aus der Funktion der einzelnen Bausteine des Kilowatt stundenzähl ers wird dieses Verfahren deutlich erkennbar: Der digitale Rauschgenerator RG für die Umsetzung der Eingangsgrößen verwendet ein rückgekoppeltes Schieberegister (Patentanmeldung P 27 09 381.8), das einen Digital-Analog-Wandler DAW nach Serien-Farallel-Vandlung adressiert. Der Ausgang des Rauschgenerators RG liefert digitale Rauschworte von z. B. sieben Bit. Die Umsetzerkennlinie besteht im positiven und negativen Kennlinienteil aus z. B. je acht Teilstücken, die jeweils in z. B. sieben Bit gestuft sind.

Der digitale Rauschgenerator RG liefert für jede Abtastung außer den 7 Bit für die ßtufung der Teilbereiche weitere z. B. 3 Bit für die stochastisch^ Anwahl der acht Bereiche der Umsetzerkennlinie. Da ein Produkt aus jeweils zwei Abtastwerten gebildet wird, jeder dieser Werte jedoch in einem beliebigen der acht Bereiche gemessen worden sein kann, muß für jede Abtastung der Bereich gespeichert und später bei der Mittelwertbildung berücksichtigt werden.

Es wird bei dieser nichtlinearen stochastischen Umsetzung eine Zahlendarstellung aus Mantisse (7 Bit-Wort) und Exponent (3 Bit-Wort) verwendet. Die Exponenten der beiden zu einem Produkt gehörigen Werte werden addiert, um zum Exponenten des Produkts zu gelangen. Hierzu werden jeweils die 3 Bit zwischengespeichert SRI und einmal direkt und einmal über drei vierstufige Schieberegister SR2 einem Volladdierer AD zugeleitet,

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an dessen Ausgang der Im Integrator anzusteuernde Eingang mit einem 4 Bit-Wort gekennzeichnet ist. Der Speicher SRi ist als Schieberegister geschaltet und verzögert die 3 Bit um einen Takt. Der Integrator VR hat 15 Bereiche oder Eingänge, bezogen auf einen üblichen Vor-ZRückwärts-Zähler, wobei sein Aufbau aus Binärstufen der binären Stufung der Umsetzerkennlinie entspricht.

Die acht Bereiche der Umsetzerkennlinie müssen ebenso wie die einzelnen Stufen mit gleichverteilter Häufigkeit angewählt werden.

Als Digital-Analog-Wandler DAW wird ein 15 Bit-Digital-Analog-Wandler mit GMOS-Stromschaltern verwendet, wobei kennzeichnend für die nichtlineare Codierung ist, daß von den ca. 16.000 Analogstufen, die der Digital-Analog-Wandler abgeben könnte, nur etwa 1.000 Stufen tatsächlich genutzt, d. h. adressiert werden.

Es wird ein multiplexgesteuerter Komparator für positive und negative Eingangssignale verwendet, wobei ein Operationsverstärker OP in einer bekannten Schaltung eine in der Polarität alternierende Referenzspannung Uref, z. B. 10 V, in den Digital-Analog-Wandler einspeist. Um die Leckstrome klein zu halten, werden die Eingänge der GMOS-Analogschalter durch Dioden beidseitig gegen Hasse geklammert. Die kleineren Stufen sind mit einem H-2R-Hetzwerk ausgeführt, da sich sonst zu hohe Widerstandswerte ergeben wurden, die zugehörigen Analogschalter sind deshalb als Umschaltkontakte ausgeführt.

Die Analogschalter werden von D-Flipflops gesteuert; dies ist notwendig, damit die Steuersignale ständig, auch für die Zeit, die für die nachstehend beschriebene Rechenoperation benötigt wird, zur Verfügung stehen:

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Die Umsetzerkeimlinie setzt sich aus acht Teilstücken zusammen, wobei jedes Teilstück aus 128 Stufen besteht. Um irgendeine gewünschte Stufe in der gesamten Kennlinie gezielt anzuwählen, muß zunächst der Bereich angegeben werden und dann die Nummer der Teilstufe in dem betreffenden Bereich. An den Nahtstellen zwischen zwei Bereichen dürfen keine Fehler auftreten; dies wird erreicht, indem das Bit eingeschaltet wird, das dem Endwert des davorliegenden Bereichs entspricht.

Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist die Kombination des 15 Bit-Digital-Analog-Wandlers mit einer binären Schiebe-Multiplikation, um dafür zu sorgen, daß die Auflösung von kleinen zu großen Meßwerten abnimmt, d. h. die kleinsten Stufen des Digital-Analog-Wandlers werden nur im untersten der acht Bereiche benötigt.

Ein Schieberegister für die Bereichsauswahl BA von 15 Bit Länge, dessen erste 7 ^ßit parallel ladbar sind, wird aus dem Rauschgenerator RG zunächst parallel mit diesen 7 Bit in den ersten Stufen geladen. Erfolgt weiter keine Rechenoperation, so werden diese 7 Bit unverändert von dem Schieberegister BA über den Zwischenspeicher SF auf die Analogschalter der ersten 7 Bit des Digital-Analog-Vandlers DAW gegeben, so daß eine der 128 Stufen des untersten Bereichs angewählt wird.

Um den zweiten Bereich zu erhalten, ist es notwendig, das nächste 8. Bit des Digital-Analοg-Wandlers zusätzlich einzuschalten; das 1. Bit kann gleichzeitig entfallen, da nun die Auflösung bei der gewählten binären Stufung der Umsetzerkennlinie um 1 Bit verringert werden soll. Dies wird dadurch erreicht, daß nach Einladen von 7 Bit + 1 Offset-Bit in die ersten 8 Bit-Stufen des Schieberegisters dessen Inhalt um 1 Bit verschoben und gleichzeitig Nullen eingeladen werden. Entsprechend ergeben sich die anderen Bereiche, so daß bei der gewählten Stufung 0 bis 7 Schiebetakte erforderlich sind, um den garnen Bereich zu überdecken.

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Der hierzu notwendige Schiebetakt wird erzeugt, indem die 3 Bereichs-Bit zunächst in einem Binär-/Dezimal-Decoder der Bereichssteuerung BS in den 1 aus 8-0ode umcodiert werden. Die Ausgänge des Decoders sind mit den Paralleleingängen eines zugeordneten Schieberegisters verbunden. Je nachdem, an welcher Stelle eine Eins in das Schieberegister geladen wurde, werden beim seriellen Ausschieben 0 bis 7 Schiebetakte erzeugt; um ebensoviele Bit werden im Bereichsschieberegister BA dann die dort eingeladenen 7 Bit + 1 Bit verschoben.

Der Analog-Stochastik-Umsetzer K (Fig. 1), dessen Schaltungsanordnung in Fig. 2 gezeigt ist, besteht aus einem zweistufigen Komparator K1, K2. Die erste Stufe K1 ist mit einem Verstärker bestückt, dessen Eingangsstufe Feldeffekttransistoren enthält, da wegen des großen Dynamikbereichs sehr kleine Ströme zu verarbeiten sind. Die erste Stufe K1 ist mit zwei antiparallelen Schottky-Dioden DI,D2 geklammert, und die zweite Stufe K2 ist als geklammerter Integrator geschaltet.

Die erforderliche Genauigkeit läßt sich nur erreichen, wenn der Offsetzspannungs- und der Offsetstromfehler des gesamten Komparators getrennt ausgeregelt werden. Der virtuelle Nullpunkt am Eingang des Analog-Stochastik-Umsetzers K (Punkt DAV, Fig. 2) muß exakt auf Bezugspotential liegen, da sonst der Digital-Analog-Wandler falsche Ströme abgeben würde. Es sind deshalb zwei Nullungsphasen vorgesehen: In der ersten Nullungsphase werden alle Analogschalter des Digital-Analog-Wandlers durch Rücksetzen der vorgeschalteten Zwischenspeicher SP (Fig. < abgeschaltet; gleiches geschieht beim Eingangsmultiplexer MUX (Fig. 2) so daß der Komparatoreingang nun offen ist. Nur wenn der Offsetstrom exakt Null ist, wird der Eingang des Komparators in seinem Potential unverändert bleiben; bei einem Offsetstromfehler wird am Ausgang der ersten Stufe K1 eine Potentialverschiebung eintreten. Der etwaige Fehler wird vorzeichen-

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richtig über einen Analogschalter auf einem Kondensator CI gespeichert und über einen Widerstand R als Korrekturstrom dem Eingang des Komparators wieder zugeführt. In der zweiten Nullungsphase wird über den Eingangsmultiplexer der Eingang auf Bezugspotential geschaltet; ein etwaiger Fehler am Ausgang des Komparators wird wieder über einen Analogschalter auf einem Kondensator 02 gespeichert, der am zweiten Komparatoreingang angeschlossen ist und dessen Potential so verschiebt, daß der Nullpunktfehler aufgehoben wird. Beide Schleifen sind Sampling-Regelstrecken, so daß nach einer bestimmten Einschwingzeit die Fehler bis auf beliebig kleine Beträge ausgeregelt sind. Der Komparator kann nunmehr nur noch Fehler durch thermisch-dynamische Effekte beitragen.

Der Eingangsmultiplexer MUX besteht aus einem GMOS-Analogschalter für die in Ströme umgeformten Eingangs spannungen sowie aus JFET-Analogschaltern für die über Stromwandler transformierten Eingangsströme. Ein Steuerzähler mit acht Ausgängen wählt der Reihe nach die einzelnen Schalter an.

Zur Bildung der für die Interpolation notwendigen fortlaufenden Teilprodukte werden zunächst die drei Spannungen und danach die drei Ströme abgetastet, wobei zusätzlich Nullungsphasen zwischengeschoben werden. Zwei 4 Bit-Schieberegister SR3, SR4- sind dem einen Eingang des Multiplizierers MUL vorgeschaltet, während der andere Eingang direkt vom Komparator K und einem D-Flipflop gespeist wird. Das Flipflop ist notwendig, weil eine der beiden bei jeder Abtastung anfallenden Komparatorentscheidungen zwischengespeichert werden muß. Werden in die vierstufigen Schieberegister SR3, BBM- nun zunächst drei Spannungsabtastwerte geladen, worauf nach einer Nullungsphase die drei Stromabtastwerte und die zweite Nullungsphase folgen, so wird, wie gewünscht, z. B. in dem Augenblick, in dem am Schieberegisterausgang der zu U_R gehörende Wert erscheint, gleichzeitig am anderen Multiplizierereingang der soeben umgesetzte, zu Ip gehörende Wert liegen. Beim nächsten Multiplextakt erscheint am

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Schieberegisterausgang Ug, während am anderen Multiplizierereingang I_g anliegt usw. Wenn der Strom I_R am Schieberegisterausgang erscheint, so liegt am anderen Multiplizierereingang ein neuer Abtastwert für U_R. Es wird also jeder Abtastwert zweimal genutzt, einmal vor Einladen und einmal nach Verlassen des Schieberegisters. Dieses Verfahren läßt sich offensichtlich auf eine beliebige Anzahl paarig zu multiplizierender Eingangsgrößen anwenden.

Am Ausgang des eigentlichen Analog-/Stochastik-Umsetzers stehen die Vorwärts- und Rückwärtszählsignale der bipolaren Zweileiter-Codierung zur Verfügung.

Üblicherweise wird der Mittelwertbildner als Vor-ZRückwärts-Zähler ausgefürt, wobei im vorliegenden Fall für je 15 Binärstufen des Zählers ein Eingang vorzusehen wäre. Weil ein solcher Mittelwertbildner mit handelsüblichen CMOS-Schaltkreisen nur mit einer unhandlich großen Zahl von Schaltkreisen realisierbar ist, wurde ein Addierer VR aufgebaut. Er besteht aus Speicherflipflops, denen Volladdierer zugeordnet sind, sowie einer Steuerlogik SL. Die 15 Eingänge der Volladdierer werden von EXNOR-Gattern als gesteuerte Verstärker/Inverter gespeist. Die vom Eingangsteil des Gerätes in form von 4· parallelen Bit angelieferte Bereichsinformation wird von Binär-/Deζimal-Decodern DC in ein Signal 1 aus 15 umgeformt. Zum Subtrahieren wird mit den EXNOR-Gattern das Komplement gebildet, wobei jeweils, wenn das Komplement gebildet wird, noch 1 Bit zusätzlich in die erste Stufe des Addierers VR eingefügt wird.

Der Mittelwertbildner MB besteht noch aus weiteren vier Zähldekaden. Die Umschaltung der Zählrichtung dieser letzten vier Dekaden erfolgt gleichzeitig mit der Umschaltung der EXNOR-Gatter. Dieser Aufbau wurde gewählt, weil eine Anzeige der Augenblicksleistung mit vierstelliger Auflösung vorgesehen ist, die zwar für einen Energiezähler nicht benötigt wird, durch die

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sich aber die Prüfzeit wesentlich abkürzen läßt, da man die Augenblicksleistung direkt ablesen kann und nicht erst aus der Energieanzeige errechnen muß.

Beim Betrieb als Energiezähler zählt der Vierdekaden-CMOS-Zähler der Anzeigeeinheit AZ die Überträge aus dem Mittelwertbildner; er entspricht dem klassischen Rollenzählwerk eines Ferraris-Zählers.

Beim Betrieb als Augenblicksleistungsmesser wird mit einem Mittelungszeitzähler der Zählstand der letzten vier Dekaden des Mittelwertbildners mit einem Hilfstakt rückwärts aus- und gleichzeitig in den Vierdekadenzähler der Anzeige eingezählt und damit dort hinein übertragen.

Das Eingangssignal des Mittelwertbildners ist auf zwei Leitern codiert und wird durch eine Gatteranordnung in ein Taktsignal und ein Zählrichtungsumschaltsignal umgeformt.

Alle Baustufen des Gerätes mit Ausnahme des Komparators K und der Widerstandskette (R-2B-Netzwerk) des Digital-Analog-Wandlers DAW lassen sich in jeder üblichen digitalen Großschaltkreistechnik aufbauen, wobei wegen der Verwendung von Analog-Schal tern MOß-Techniken vorzuziehen sind. Nach dem derzeitigen Stand der Technik kann auch die Widerstandskette des Digital-Analog-Wandlers in Form von Ni-Cr-Widerständen auf dem Schaltkreis untergebracht und mit dem Laser abgeglichen werden. Lediglich die geforderten schnellen Komparatoren lassen sich mit integrierten Schaltungstechniken für Digitalschaltungen nicht unmittelbar realisieren, d. h. nicht ohne zusätzliche Prozeßschritte. Der gesamte elektronische Drehstromzähler ist somit auf einem einzigen Großschaltkreis integrierbar, wobei die Widerstände für die Spannungseingänge auf einem Dickfilm- oder Dünnfilmsubstrat gemeinsam untergebracht werden.

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Da sowohl die Spannungs- als auch die Stromeingänge an den Eingängen des Multiplexers MUX "beidseitig geklammert sind, ist der elektronische Zähler bei entsprechend hochspannungsfester Dimensionierung der Widerstände "bzw. Stromwandler gegen spannungs- und strommäßige Oberlastungen mindestens ebenso sicher wie ein Ferrariszähler. Der Stromverbrauch des gesamten Zählers beträgt bei Ausführung in CMOS-Technik nur wenige mA, so daß der Großschaltkreis mit einem einfachen Netzteil ohne Transformator versorgt werden kann.

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Claims

HELIOWATT WERKE 1000 Berlin 12, den 06.06.1977

Elektrizitäts-Gesellschaft mbH Wilmersdorfer Str. 39

E 43 Go/sz 0577.29

Patentansprüche;

Λ)}Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler mit stochastischer Signalverarbeitung, der einen Multiplexeingangsschalter für die Spannungen und die Ströme der einzelnen Phasen und eine Anzeigeeinrichtung für den Energieverbrauch und/oder für die Augenblicksleistung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale (IR...UT) sowie Bezugspotential in vorwählbarer Reihenfolge auf den Eingang eines Stromkomparators (K) geschaltet werden, der jedes Ei τι gangs signal (IR. ..UT) zweimal mit einem Vergleichsstrom aus einem Digital-Analog-Wandler (DAW) bei wechselnder Polarität vergleicht, daß als Digital-Analog-Wandler ein 15 Bit-Wandler mit eingeprägter umpolbarer Referenzspannung (Uref) und mittels Analogschaltern einschaltbare Bewertungswiderstände verwendet wird, daß der Digital-Analog-Wandler durch einen Pseudo-Rauschgenerator (RG) mit einem an sich bekannten rückgekoppelten Schieberegister gesteuert wird, daß mittels einer Bereichssteuerung (BS) eine nicht linear, in mehrere, z. B. acht Bereiche, gestufte Umsetzerkennlinie für bipolare Eingangsgrößen erzeugt wird und die weitere Signalverarbeitung unter Beachtung der nicht linearen Umsetzerkennlinie derart erfolgt, daß für jeden umgesetzten Abtastwert eines Eingangssignals ein bestimmter Bereich gespeichert wird, daß die Bereichsinformationen zweier jeweils zu multiplizierender Abtastwerte addiert und dem Mittelwertbildner (MB) zugeführt werden und die Abtastung und Umsetzung der sechs Eingangssignale (IR...UT) bei einem Mehrphasen-Energiezähler derart vorgenommen wird, daß z. B. zuerst die drei Spannungen (UR, US, UT) umgesetzt werden, anschließend z. B. eine Nullungsphase, in der der

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ORlQlNAL INSPECTED

Offset-Soannungsfehler des !Comparators (K) ermittelt und ausgeregelt wird, folgt, sodann z. B. die drei Ströme (IH, IS, IT) abgetastet und umgesetzt werden, hierauf z. B. eine Nullungsphase, in der der Offset-Stromfehler des Komparators (K) ermittelt und ausgeregelt wird, folgt, diese Abtastwerte einem MuItiplizierwerk (MUL) für bipolare Zweileitercodierung mit vorgeschaltetem Schieberegister (SR3, SR4-) zugeführt werden, die so miteinander verknüpft sind, daß sie stets die Ergebnisse der vorangegangenen vier Abtastungen enthalten, wodurch fortlaufend Produkte der einzelnen Spannungen und zugehörigen Ströme in der Weise gebildet werden, daß jeder Abtastwert zweimal ausgenutzt wird, und daß das Zweileiter-Ausgangssignal des Multiplizierwerkes (MUL) dem Mittelwertbildner (MB) zugeführt wird, dessen Überträge in einem elektronischen kumulierenden Zählwerk summiert den Energieverbrauch angeben.
2) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-Analog- Vandler (DAV) aus neun binär gestuften Bewertungswiderständen und einem sechsstufigen R-2R-Netzwerk mit zugehörigen, am Eingang beidseitig gegen Masse geklammerten Analogschaltern besteht, für die z. B. Sperrschicht-Feldeffekttransistoren verwendet werden bzw. die als CMOS-Analogschalter ausgeführt sind.
3) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer nichtlinearen Umsetzerkennlinie mit jedem Multiplextakt dem Hausgenerator (RG) m Bit (z. B. zehn) parallel entnommen, davon η Bit (z. B. sieben) in die untersten η Stufen des Schieberegisters der Bereichssteuerung gegeben werden und anschließend die η Bit um so viele Bit unter Nachsetzen von Nullwerten im Schieberegister verschoben werden, wie die m-n Bit der insgesamt m Bit angeben.

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4) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (K, Pig. 1) als zweistufiger Stromkomparator (K1, K2, Fig. 2) ausgeführt ist, dessen erste Stufe (K1) Feldeffekttransistoren im Eingang verwendet und beidseitig mit Schottky-Dioden (DI, D2) geklammert ist und daß die zweite Stufe (K2) als beidseitig geklammerter Integrator geschaltet ist.
5) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Nullungsphase der Komparatoreingang über den Multiplexer (MUX) an Bezugspotential gelegt wird, während dieser Phase keine Weiterverarbeitung des Komparatorausgangssignals erfolgt, sondern daß dessen vom Sollwert Null etwa abweichendes Ausgangssignal über einen gesteuerten Analogschalter einen Kondensator (Oi, Fig.2) auf eine Kompensationsspannung auflädt, die, dem zweiten Komparatoreingang zugeführt, bewirkt, daß der virtuelle Nullpunkt am Komparatoreingang genau auf Bezugspotential liegt.
6) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, 2 und 5»dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Nullungsphase der Eingang des Komparators (K1, K2, Fig. 2) freigeschaltet wird und vom Ausgang der ersten Stufe (K1) über einen gesteuerten Analogschalter eine Kompensationsspannung auf einem Kondensator (02) gespeichert wird und daß ein dieser Spannung proportionaler Strom an den Eingang des Komparators (K1) geleitet wird.
7) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch Λ , dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzspannungsquelle (Uref) zur Speisung des Digital-Analog-Wandlere (DAW) verwendet wird, deren Vorzeichen elektronisch ohne Beeinflussung des Betrags über einen gegengekoppelten Operationsverstärker mit dem Verstärkungsfaktor Eins umschaltbar ist.

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8) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittelwertbildner (MB) ein Volladdierer mit Komplementbildner und eine z. B. Vierdekaden-Vorwärts-ZHückwärts-Zählkette verwendet wird und daß für die Energiemessung die Zählerüberträge aufsummiert werden.
9) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Messung der Augenblicksleistung der Inhalt der höchsten vier Dekaden des Mittelwertbildners (MB) nach Ablauf einer vorgegebenen Mittelungszeit rückwärts ausgezählt und dabei gleichzeitig in einen Vierdekaden-Vorwärts-Zähler für die Anzeigeeinrichtung (AZ) eingezählt wird.
10) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Multiplexers (MUZ) beidseitig gegen Masse geklammert und somit gegen Überlastungen geschützt sind.
11) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Stromwandler beidseitig gegen Masse geklammert sind und daß ein Umschalter verwendet wird, der den Ausgang eines Stromwandlers entweder an den Komparator (K) schaltet oder an Masse legt.
12) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energie zähler nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte elektronische Energiezähler mit Ausnahme der Vorwiderstände für die Spannungseingänge, der Stromwandler und der Anzeige sowie der Stromversorgung auf einem einzigen Großschaltkreis (z, B. einem I*L-Großschaltkreis) integriert ist, wobei die Widerstände des Digital-Analog-Vandlers (DAV) durch Lasertrimmen auf ihre Sollwerte abgeglichen werden und der Komparator (K) aus einem mit FMOS- oder HMOS-Transistören aufgebauten analogen Verstärker besteht.

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13) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Integration und Steuerung der Abläufe notwendige Referenzfrequenz über einen auf dem Schaltkreis integrierten nachsteuerbaren Oszillator (z. B. PCL·) aus der Netzfrequenz abgeleitet ist.
14) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 bis 13« dadurch gekennzeichnet, daß der Großschaltkreis einen integrierten nichtflüchtigen Speicher enthält, in den die Information über die verbrauchte Energie bei Ausfall des Netzes gespeichert bleibt.
15) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ait Ausnahme der Stromwandler und der Stromversorgung der gesamte elektronische Zähler in Ifybridtechnik auf einem Dickfilmsubstrat aufgebaut ist, d. h. einschließlich der Vorwiderstände für die Spannungseingänge und einschließlich der Anzeige.
16) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 bis 15* dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zähler auf der vorhandenen Anzeige wahlweise den Energieverbrauch oder die Augenblicksleistung anzeigt.
17) Elektronischer Ein- und/oder Mehrphasen-Energiezähler nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zähler in einem vorbestimmten Rhythmus abwechselnd den Energieverbrauch und die Augenblicksleistung anzeigt.

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