[發(fā)明專利]一種交流采集裝置及其數(shù)據(jù)采集方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210423564.7
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102928706A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海濤;葉宇程;胡金波;杜盟盟
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，尤其涉及一種交流采集裝置及其數(shù)據(jù)采集方法。

背景技術(shù)

在一些工礦企業(yè)中，經(jīng)常需要監(jiān)測電力參數(shù)，以便保證供電電源的質(zhì)量，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量。目前，交流采集裝置主要采用8位單片機(jī)或16位的DSP進(jìn)行設(shè)計。然而，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理能力不足，難以獲得全面的電力參數(shù)數(shù)據(jù)；而現(xiàn)有的基于DSP的系統(tǒng)中，單DSP系統(tǒng)如果選用較昂貴的TMS320F28系列芯片，則成本較高；如果選用通用的TMS320F24系列芯片，由于速度較低，功能受限；而采用TMS320F24系列芯片與8位單片機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)中，均用單片機(jī)采集瞬時電流和電壓信號，僅采用DSP芯片完成參數(shù)計算任務(wù)。而8位單片機(jī)的采集精度不足，就難以保證交流參數(shù)的計算精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種交流采集裝置及其數(shù)據(jù)采集方法，以便完成交流參數(shù)的實時采集、實時計算和實時顯示，并滿足系統(tǒng)的精度要求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種交流采集裝置，包括電壓采樣模塊、電流采樣模塊、頻率采樣模塊、DSP處理器、單片機(jī)和顯示模塊；電壓采樣模塊，通過精密電阻對A相、B相和C相的交流電壓進(jìn)行分壓處理，再由基準(zhǔn)電壓提升為電壓直流信號，并通過運放處理后，分別輸出至DSP處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入口；電流采樣模塊，A相、B相和C相的交流電流分別通過電流互感器和基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換為電壓直流信號，并通過運放處理后，輸出至DSP處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入口；頻率采樣模塊，將A相或C相交流電壓通過精密電阻和基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換的電壓直流信號，送入滯回比較器，再輸出至DSP處理器的CAP輸入口；DSP處理器與單片機(jī)連接，單片機(jī)輸出端連接顯示模塊。

作為優(yōu)選，所述單片機(jī)采用AT89S51。

作為優(yōu)選，所述DSP處理器為TMS320F2407，DSP處理器和單片機(jī)通過串行口通信。

作為優(yōu)選，所述顯示模塊包括數(shù)碼管和按鍵，數(shù)碼管經(jīng)MAX7219芯片與單片機(jī)連接，按鍵與單片機(jī)I/O口連接。

作為優(yōu)選，所述數(shù)碼管為8個，按鍵為2個。

作為優(yōu)選，所述單片機(jī)通過3個I/O口控制MAX485芯片，從而掛載到485總線上；上位機(jī)通過232轉(zhuǎn)485模塊連接到485總線上。

一種交流采集裝置的數(shù)據(jù)采集方法，包括DSP處理器和與其連接的單片機(jī)；A相、B相和C相的交流電壓通過精密電阻分壓后，再由1.65V的基準(zhǔn)電壓提升為有效值0.7～1V的電壓直流信號，并通過運放處理成0～3.3V的電壓值后，輸出至DSP處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入口，由DSP處理器計算A相、B相和C相交流電電壓的瞬時值；A相、B相和C相的交流電流通過電流互感器后，再由1.65V的基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換為有效值0.7～1V的電壓直流信號，并通過運放處理成0～3.3V的電壓后，輸出至DSP處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入口，由DSP處理器計算A相、B相和C相交流電電流的瞬時值；同時將A相或C相交流電壓轉(zhuǎn)換的有效值0.7～1V的電壓直流信號，送入滯回比較器，處理成方波后，輸出至DSP處理器的CAP輸入口，由DSP處理器計算出交流電的頻率；DSP處理器將計算得到的參數(shù)信息傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)通過顯示模塊完成交流參數(shù)的顯示。

作為優(yōu)選，所述單片機(jī)為AT89S51，?DSP處理器為TMS320F2407，DSP處理器和單片機(jī)通過串行口通信；所述顯示模塊包括數(shù)碼管和按鍵，數(shù)碼管經(jīng)MAX7219芯片與單片機(jī)連接，按鍵與單片機(jī)I/O口連接；所述單片機(jī)通過3個I/O口控制MAX485芯片，從而掛載到485總線上；上位機(jī)通過232轉(zhuǎn)485模塊連接到485總線上。

作為優(yōu)選，DSP處理器在每個周期采集64個電壓信號和電流信號的瞬時值，計算出三相交流電的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電度、視在電度、諧波參數(shù)，并存儲于存儲器中。

作為優(yōu)選，DSP處理器的定時器0中斷設(shè)定為1s定時中斷。

本發(fā)明帶來的有益效果為：本發(fā)明采用基于TMS320LF2407和8位單片機(jī)AT89S51的設(shè)計方法，以TMS32LF2407為核心，完成交流信號的采集和計算；而僅以單片機(jī)完成交流參數(shù)的顯示，從而在保證參數(shù)采集精度的情況下，完成交流參數(shù)的實時采集、實時計算和實時顯示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實施例一

如圖1所示，一種交流采集裝置及其數(shù)據(jù)采集方法，主要包括以下部分：