随着电力的需求越来越大，不同时间段用电量不均衡的现象日趋严重。为了合理地调控电力负荷和节约能源，电力公司已开始鼓励使用多费率电能表。传统的多费率电能表一般采用机械转盘式计量方式，计量精度随机械磨损而降低，时段设置单一，人工抄表劳动强度大，且偶有窃电情况发生等诸多弊端。本文给出基于AD7755电能计量芯片，电能计量准确。该电能表具有分时段计量，液晶显示，自动回抄，时段设置灵活，时间校正及时，新颖的防窃电，功耗低的特点。并对该电能表实验测试数据进行性了误差分析，指出电能计量中减小与消除误差的方法。2硬件电路设计
　　
　　2.1总体结构　
　　基于S3530A电路模块，
　　
　　RS485总线通讯电路模块，防窃电检测电路模块，总体结构如图1所示。　
　　
　　2.2电能计量单相电能计量采用美国ADI公司的AD7755输出端CF的脉冲进行计量，计算出电能表的累计用电量。电能与脉冲的关系为：Ｗ＝Ｍ／Ｃ，式中的Ｗ为电能，单位为千瓦时，Ｍ为脉冲累计个数，Ｃ为电表脉冲常数，选取Ｃ=1600，每千瓦时为1600个脉冲。
　　
　　2.3AT89S52的P1.4引脚来控制收发工作状态。
　　
　　2.4串行存储器串行存储器采用美国XICOR公司的AT89S52可采用SPI协议总线接口相连。
　　
　　2.5时钟电路时钟电路采用AT89S52提供周期为1秒的中断信号，单片机系统将根据该信号通过I2C通讯接口读取当前的时间，计算出该时刻所属的时段，实现多费率电能表的分时段计量电能。该时钟电路带有备用锂电池，正常工作时有电源Vcc供电，同时给3.6V锂电池充电；当出现停电时，自动切换锂电池为时钟电路供电，即使停电时钟走时也准确。
　　
　　2.6液晶显示　　
　　采用HOLTEK公司AT89S52的P2.4、P2.5、P2.6分别接到它的CS片选、WR写允许、DATA串行数据三个引脚上，来控制刷新显示RAM缓冲区。另外应用中，在VDD、VLCD间接一个20kΩ可调电阻，用来调节LCD显示对比度，调节电阻，使得VDD=5V，VLCD=4V对比度较好。
　　
　　2.7防窃电检测等　　
　　记录电能表接线端子盖被人为打开的次数而分析是否窃电。电能表被安装好后将表壳打上铅封，用户不能私自打开电能表接线的表盖破坏铅封，否则属于窃电行为。因此我们采用霍尔传感器，检测接线端子盖是否被打开。如果接线端子盖被打开，AT89S52的P1.6引脚的电平变化，就检测到开盖一次，记录表的接线端子盖被人为打开和破环的次数，判定是否有窃电发生，当发现有窃电现象时，给出报警、断电并及时上传到上位管理计算机。实践证明该新颖的防窃电技术有效的防止窃电情况发生，效果较好。检测电路框图如图2所示。　
　　
　　掉电保护电路，用RS485通讯端分别使用了4N35光电隔离器。通过光的耦合作用传递电信号，把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，提高系统抗干扰的能力。
　　
　　软件程序设计　
　　3.1软件程序资源分配多费率单相电能表软件程序共包括初始化及主程序，RS485异步通讯接收中断。
　　
　　3.2程序模块的设计　
　　电能表的工作过程主程序模块如图3所示，每次上电要进行初始化，初始化包括对X25045相应的地址中。16位液晶显示器轮流显示时段与电能信息。若有通讯请求将采用中断方式与上位机进行数据通讯。若停电，将执行掉电保护程序。其它程序模块流程图略。
　　　
　　测试结果　　
　　该电能表在淄博贝林电子有限公司进行了误差测试和运行试验，上位计算机完成用电管理时段设置，设置三个费率时段，*时段00点00分点到06点30分，为谷电量时段，第二时段06点30点到22点30分，为峰电量时段，第三时段22点30点到24点00分，为平电量时段。费率时段设置由电力供电公司根据国家政策规定设定到计算机管理系统中，通过AD7755的匹配电阻调整到值；二是该匹配电阻阻值要求随温度变化阻值变化较小；三是在电能计量过程中，在时间段的切换时，计量电能的尾数部分不足0.01度的电能计入下一个时间段中，避免了不足0.01度的电能丢失而造成累计电量有误差。
　　
　　表1标准表与被测表测量值，负荷5KW　
　　结束语　
　　多费率电能表根据不同的时段设置，实现电能分时计量，采用RS485串行通讯，实现电量自动回抄，实时校时。该电能表经淄博贝林电子有限公司生产表明，设计技术新颖，计量准确，走时，时段设置灵活，防窃电设计新颖，各项技术指标均达到国家多费率电能表的技术标准，具有广阔的应用前景。