电子仪表用于测量燃气、水、热能和电能，是我们每天使用但是却很少关注的公用仪表，如气表和水表、热表、电表。

电子仪表组成

电子仪表最关键的部件是传感器、显示器、电源系统，MCU则成为新型仪表的控制中心。例如，只需选用一块专用的电能计量IC（MCP3905）和一个显示/计数器即可方便廉价地实现电表。当采用8或16位MCU甚至16位数字信号控制器（Digital Signal Controller，DSC）时，还可以获得更高级的解决方案。

对于气表和水表，它们使用的是正向位移式流量计，它们需要测量有多少单位体积的流体流过仪表。每流过一个单位体积的流体，转轴或磁体旋转一周。旋转的圈数可被转换为电脉冲序列，并由MCU进行计数。MCU的任何一个数字输入引脚都可以实现脉冲计数，但是最好将脉冲输入信号连接到中断引脚或定时器/计数器引脚，这样可以尽可能多地使用休眠模式来把功耗降至最低。

热表采用的是水流量测量方法，检测器件是温度传感。最常用于热量计量的传感器是电阻温度检测器（Resistance Temperature Detector，RTD）。温度传感器对通常使用RTD，因为它们易匹配，精度高，测量精度可达0.1度。这些器件相对便宜，但是必须针对所使用的量程范围对它们进行线性化处理。线性化可以轻松地由运行在MCU上的软件来完成。一旦收集了温度和流量数据之后，经过数学运算就可以计算出所使用的辐射热量。

电表是采用电流传感器和电压传感器测量电能的。确定功率因数则需要更复杂的测量手段，但基本上也使用这两种传感器。传感器的数量必须与系统中电相位的数量一致。这些传感器和支持电路已被集成到专用IC中，使用这些IC可以轻松实现电表设计并能精确测量非线性参数。

仪表最常用的显示部件是LCD和LED，因为它们价格便宜且功耗很低。其中，LED是一种相对高效的光源，当直接极化时（用较低的电压：1.2-1.6V），只需几毫安电流就可以产生强光。跟LED相似，每个LCD段能代表数码管中的一段、矩阵中的一个像素或自定义的一个完整图标。

电子仪表的优势

与目前仍在使用的传统机械式和/或机电式仪表相比，电子仪表具有更多的优势，从而可被广泛应用于公共事业市场。这些优点包括：

（1）可靠性和耐用性：不需要移动部件是电子解决方案的显著优点，因此，电子仪表能够承受更高强度的机械应力，它可以被置于户外，处于气候条件和温度随季节变化的露天自然环境中。虽然电子元件对温度变化很敏感，但是这些变化量可以被很容易地估算并予以补偿。

（2）高精度：一般的电子仪表精度达到0.8%，而有些电子仪表提供的精度规格达到0.5%甚至0.2%，符合更严格的美国国家标准（American National Standard，ANSI）C12.20-2002规范。基于MCU或DSC的电表的精度可以由软件参数指定，安装时可以根据应用的需求方便地修改这些参数，同时保持硬件平台不变。由于同一种产品可以部署在不同的区域并且可以方便地进行现场更新，所以公用事业公司和仪表制造商可以进行流水生产，并通过扩大规模而提高收益。

（3）非线性负载和低功率因数（电表）：无功负载（电机消耗的电能可达电能使用总量的40%）和非线性负载比例的不断增加给供电方带来了负担。传统仪表已不能充分地测量低功率因数系统的能耗，而电子仪表可以方便地指示有功/无功功率和功率因数的瞬时值，该数据可以用于提醒用户并为考虑功率因数的收费系统提供基础数据。

（4）易于校准：电子解决方案可以方便地补偿温度变化，当然同时还需要考虑机械/物理变化。电子仪表可以使用几种技术来提供非易失性存储器（EPROM、EEPROM和闪存等）以存储修正/校准参数。可以定期复查和更新（现场）这些参数，以确保仪表精度始终符合要求。

（5）防篡改保护：电子仪表可以使用多种简便方法来检测篡改和偷窃事件。尤其对于电表，可以检测到很多“典型”状况。例如：不对称负载（通过接地闭合回路来逃避计量）、临时断开（或绕过）仪表、使用永磁体使电流互感器饱和或计数器停止计数、蓄意破坏行为。当检测到这些行为时，在有些情况下，电子仪表会采取特定的“措施”或简单地给出一个警告标志，若仪表与读表网络相连，会立即向公用事业公司发送警报。

（6）自动读表：由于不需要在每次付费时进行人工抄表，自动读表可以为公用事业公司节省大量成本。人工抄表是劳动密集型的工作，容易发生（人为）错误并且由于仪表位于用户的住所内会给用户带来不便。当前使用几种技术来对电子仪表进行自动读表或者对现有机械/机电式仪表进行翻新改造。通过下列机制可以自动读取电子仪表并与其进行通信：
·红外线——通过位于仪表表盘上的短距离红外线LED；
·射频（Radio Frequency，RF）——短距离和长距离；
·数据调制解调器——通过电话线；
·传输线载波（Power Line Carrier，PLC）——短距离到中距离；
·串行端口（RS-485）；
·宽带。

自动读表的优势通过与手持式设备（通过红外线或RF，可以相隔数百英尺）通信就可体现出来。虽然这样做并不能免除操作人员访问每个地点，但是能保证读数正确并大大加快了读取速度。再例如，在一个多住户的大楼内，多个仪表可以被连接到一个RS-485网络，通过一个节点进行读取，同样可以提高速度和精度。

（7）安全性

随着测量自动化程度的提高，对通信技术的安全需求也相应增加了，因此公用事业公司采集数据的隐私性和完整性就显得非常重要。例如，Microchip的解决方案包括高级的加密算法，比如用于进行数据加密的三重DES和AES（最高可达到256位密钥），以及用于进行用户身份验证和访问控制的低成本专有解决方案（KEELOQ安全IC）。

（8）先进的付费方式

通过使用电子仪表可以实现两种全新的付费技术：分时付费和预付费。

其中，分时付费是指在每天的不同时段或每周的某些天对同一种公用资源（例如，电能）收取不同的费用。此技术使公用事业公司可以调节需求从而优化全天对能源的使用。通过在高峰时段（或每周的某些天）收取更高的使用费，鼓励用户合理高效地使用资源。电子仪表可以集成廉价的实时时钟（Real-Time Clock，RTC）和日历（RTCC）电路来实时跟踪公用资源的使用情况。

预付费技术旨在使公用事业公司降低收费的财务成本。该技术允许用户提前购买有限数量的服务并接收赊购，通常通过智能卡或磁卡付费。在这种情况下，仪表都附带了读卡器，充当控制是否提供服务（燃气、水、热能或电能）的关卡。

无论测量的是燃气、水、热能还是电能，都将用到上述部分或全部的特性，这些特性使得电子仪表成为新兴（迅速扩展的）市场和现有（已存在的）市场的首选解决方案。