转盘感应式电能表正陆续被电子式电能表取代——使用液晶显示器和非易失性存储器取代机械式计数器，并使用专门的电子测量系统代替电磁场中的转盘。本文就带大家了解下电子式电表（12EA5rn/1 PAFAL）的内部。
乍一看，大家可能会注意到LCD显示器周围有一些可能不一定是最重要但清晰可见的元器件：
- 蓝色的浪涌电压抑制器（避雷器）
- 2个黑色的光电器件（发射和接收光耦合器）
- 光耦合器上的光隔离以及可能用于测试/编程的连接器
光耦合器包括一个红外（IR）LED和一个红外晶体管，一些安装人员把它们称为“眼睛”，有了它们之后就可以与表计进行通信（通常为UART和IEC62056-21）。通过把头部贴到外壳上就可以进行通信，通常会将它通过USB连接到配备适当软件的计算机。表计外壳包含金属元件，头部是磁铁，因此读数时正确定位很简单。有市售设备，例如onemeter，可以从表计读取数据，然后将信息无线发送到我们智能手机上的app。并非所有表计都与此类解决方案兼容，并且一些供应商阻止了通过光学接口读取的可能性。例如，在较老的表计中，连续抄表可能会阻碍表计通过其他接口的并行通信。在光接口附近，我们发现了一个专门的BL6503S芯片，可以将它安全地认为是电表的心脏，因为正是这个系统负责跟踪电压和电流，而让我们可以计算能量。
这部分电路板上还有两个整流桥。
显示器附近有一个簧片开关，可用作磁场传感器（例如来自钕磁铁），可以将该传感器视为用于防止试图干扰表计运行的保护。在LCD下方，可以发现32.768kHz石英晶振、EEPROM 95512 RP存储器和带有LCD驱动器的微控制器（MCU）MSP430F449。红色LED则会在计算电量时发生闪烁。
每1kWh，LED会发生6400次闪烁，因此一次闪烁为0.15625Wh。使用这种LED指示灯的表计，可以让我们跟踪当前能耗，例如iNode电表。
外壳下面的微动开关，用来检测外壳受到未经授权的打开。
端子布置是典型的瓦特表或电表。RS-485在较小的端子上引出，这种接口最开始用于远程抄表尝试，然后可以在此连接具有适当接口的GSM调制解调器。另一个应用是企业家可以使用RS-485监控电能消耗，在与电力公司达成协议后，他们可以根据自己的需要使用此接口进行周期性抄表。
PCB的上部可以看到用作RS-485光隔离的4N35光耦。
PCB的底部覆盖了工频变压器，这对设备的使用寿命是好事。我本来还想着是开关电源SMPS，但电源变压器更好。变压器有两个6V左右的输出，这也就解释了为什么PCB上层会有两个整流桥。
光隔离和RS-485 BL3085收发器的其余部分位于附加板上。
测量分流器焊接在PCB上，并焊接了电流端子，然后这个小电阻会根据流过表计的电流给出一个电压。
支持MCU运行的电池如下，这里采用的是非典型的CR2354（560mA）电池。
还有一个附加模块，上面有第二个M430F449 MCU，可能只负责通信，例如实现频繁抄表而不会干扰测量过程？我不确定为什么会以这种方式解决，但我知道在旧的解决方案中，频繁抄表可能会影响表计的运行。也许这方面有一些规定？
如果有哪位知道为什么这里会使用两个MCU，请告诉我。
这就是电子式电表内部的样子。一些解决方案，例如两个MCU或一个磁场传感器，让我感到惊讶。考虑到CAT III万用表内部的外观，我预计永久连接到电网的该设备，内部会更加安全。
你有没有机会看看其他表计的内部，你觉得这个设计怎么样？
（原文刊登于EDN姊妹网站elektroda.pl，参考链接：Wnętrze elektronicznego licznika energii elektrycznej 12EA5rn/1 PAFAL，由Franklin Zhao编译。）
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