基于ARM的單相電力計(jì)量裝置現(xiàn)場監(jiān)測儀實(shí)現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
1.4 綜合誤差、電能表誤差及互感器誤差的計(jì)算
綜 合誤差是指計(jì)量裝置實(shí)際計(jì)量的電能與裝置讀數(shù)之間的誤差。裝置讀數(shù)是電表讀數(shù)與計(jì)量裝置給定互感器變比的乘積。因此，綜合誤差中包含了電表誤差及互感器誤 差的影響。也就是說，如果互感器或電表被人為調(diào)整就會(huì)導(dǎo)致綜合計(jì)量的誤差出現(xiàn)，就有可能是盜電。而當(dāng)出現(xiàn)綜合誤差時(shí)，還需再確定電表誤差及互感器誤差，并 采取有針對性的治理措施。設(shè)一次回路電壓為U，電流為I1，而在設(shè)定圈數(shù)對應(yīng)時(shí)間T內(nèi)的ADE7753的高頻脈沖輸出CF1正比于實(shí)際電能，即有實(shí)際計(jì)量 電能：
Ez1=UIlT=k×CF1 (1)
該綜合計(jì)量裝置的互感器變比為Hs；設(shè)定圈數(shù)為N；表常數(shù)為B(這三個(gè)參數(shù)應(yīng)在測量進(jìn)行前由操作人員預(yù)先輸入)，則有被測裝置讀數(shù)應(yīng)為：
Es=HsN／B (2)
因此，綜合誤差Ce可由Ez與Es算出：
Ce=(Es-Ez1)／Ez×100％ (3)
互感器誤差由實(shí)際互感比(測量得到的一次、二次電流之比I1／I2)與預(yù)置互感比Hs得出。
He=(HS-I1／I2)／(I1／I2)×100％(4)
電表誤差由設(shè)定圈數(shù)對應(yīng)的電能N／B及二次回路ADE7753輸出的CF2對應(yīng)的電能Ez2得出：
Be=(Ez2—N／B)／Ez2×100％ (5)
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 人機(jī)交互界面
人機(jī)交互界面由操作鍵盤和65 k真彩色液晶顯示模塊組成，由ARM控制。鍵盤用于參數(shù)輸入及控制。
需要輸入的參數(shù)有校驗(yàn)圈數(shù)N、表脈沖常數(shù)或千瓦時(shí)盤轉(zhuǎn)數(shù)B和被測計(jì)量裝置給定互感比H等?？刂奇I包括啟動(dòng)、復(fù)位、手／自動(dòng)模式、打印以及翻頁、選擇等。采取4×4矩陣鍵盤完成0～9數(shù)字及控制鍵。
彩色LCD顯示模塊主要完成開機(jī)動(dòng)畫、測量結(jié)果列表及曲線顯示、電子說明書、幻燈圖片顯示等。TFT液晶顯示模塊選用4.3英寸寬屏TFT LCD，分辨率為480×272。系統(tǒng)配置32 MB字庫及96 MB存儲(chǔ)空間，可以滿足圖片、動(dòng)畫及文本顯示的需求。
2.2 檢測電路
2.2.1 電壓、電流信號采樣電路
相 電壓為175～240 V，但這樣大的電壓不能直接送給ADE7753進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。通過2個(gè)2 MΩ和1個(gè)6.2 kΩ的固定電阻及1個(gè)2 kΩ電位器分壓，得到400 mV左右的電壓采樣信號。而來自互感器的信號是電流形式的，需要經(jīng)過200 Ω的電位器轉(zhuǎn)換為電壓形式的信號送人ADE7753的電流測量通道。為了將來自電力線的信號與ADE7753進(jìn)行適當(dāng)?shù)母綦x，在電壓電流采樣信號之間選用 OP07運(yùn)放組成電壓跟隨器電路。
2.2.2 脈沖信號調(diào)理電路
來自光電采樣器或電子式電能表的脈沖需要進(jìn)行信號整形轉(zhuǎn)換隔離后，再送給ARM的外部中斷輸入。采用NPN三極管進(jìn)行開關(guān)量的變換即可。
2.2.3 基于ADE7753的電能參數(shù)測量
ADE7753 是ADI一款最新的功能先進(jìn)數(shù)字電度表芯片，這是一種帶串行接口和脈沖輸出的高精度有功和視在能量計(jì)量的集成電路。它集成了二階∑-△ADCs、1個(gè)數(shù)字 積分器(在CHl上)、1個(gè)參考電壓源，1個(gè)溫度傳感器，能對電壓、電流有效值(RMS)計(jì)算，有功、無功和視在能量的測量。實(shí)際上ADE7753是1個(gè) 電能計(jì)量片上系統(tǒng)(SOC)的芯片。
ADE7753電路將采樣的電流和電壓模擬信號數(shù)字化，電流通道中高通濾波器(HPF)濾掉了輸人信 號中的直流成分，通過數(shù)字積分器還原成電流信號。電壓信號送入電壓通道，經(jīng)模／數(shù)轉(zhuǎn)換和相位校正后與調(diào)理過的電流信號相乘即可得到視在功率。電壓和電流的 有效值相乘獲得有功功率。有功功率信號通過數(shù)／頻轉(zhuǎn)換由CF腳輸出，同時(shí)與電壓信號、電流信號、視在功率信號一起送入ADE7753的寄存器，與串行接口 經(jīng)DOUT腳輸出并連接到ARM的I／O口。ARM通過兩個(gè)片選信號選擇實(shí)現(xiàn)對一次、二次回路的ADE7753測量數(shù)據(jù)查詢與采集。值得注意的 是，ADE7753的電流通道輸出數(shù)據(jù)較電壓通道更穩(wěn)定。這點(diǎn)可以從圖2中ADE7753的測量流程可看出，其電流通道中多了HPF環(huán)節(jié)和數(shù)字積分器環(huán) 節(jié)。因此，在對一次回路測量時(shí)將電壓信號加在第1個(gè)ADE7753的電壓通道，而將二次回路的電壓信號加在第2個(gè)ADE7753的電流通道。實(shí)際上，由于 一次、二次回路的電壓都是相電壓220 V，這樣取第2個(gè)7753電流通道的輸出值作為相電壓的測量值會(huì)更加精確?？煽闯?，選用2片ADE7753實(shí)施單相電力計(jì)量裝置的監(jiān)測，不僅可以同時(shí)測出 一次、二次回路各項(xiàng)參數(shù)，且可獲得更高的精度。這對提高儀表整體的精度等級是很有意義的。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
電度表相關(guān)文章:電度表原理
電能表相關(guān)文章:電能表原理
評論