[其他]交流電量真有效值全功能測量的實(shí)用技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85104002
• 申請日: 1985-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN85104002A
• 公開（公告）日: 1986-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鳴曉;馮陽春
• 申請（專利權(quán)）人: 李鳴曉
• 主分類號(hào): G01R19/252
• 分類號(hào): G01R19/252;G01R21/133
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一引言

此項(xiàng)技術(shù)屬于電測量技術(shù)范疇，電測量技術(shù)是在對(duì)電磁現(xiàn)象及其變化規(guī)律進(jìn)行定量的研究和電能的實(shí)際應(yīng)用中得到不斷發(fā)展的，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)電測量不斷提出新的要求，同時(shí)也以最新的成就武裝了電測量技術(shù)，六十年代起，又有了新的發(fā)展。

電機(jī)工程手冊第四篇第一章中系統(tǒng)完整敘述了交流電量測量的各種方法，在手冊發(fā)表至今的2-3年中，收編的國內(nèi)外期刊如‘電子測量技術(shù)’‘電測與儀表’‘電器拖動(dòng)譯叢’‘電子自動(dòng)化’‘無線電和電子世界（英）’‘電子通訊學(xué)會(huì)論文志（日）’‘電器學(xué)會(huì)論文·志（日）’有很多的電量測量技術(shù)的新穎實(shí)用技術(shù)的發(fā)表，但是乞今為止，尚未有一項(xiàng)實(shí)用經(jīng)濟(jì)的足以改變交流電量測量方法，設(shè)備的新技術(shù)公布于眾，本項(xiàng)研究的目的旨在利用現(xiàn)代電子技術(shù)和微電子技術(shù)的成果實(shí)現(xiàn)交流電量真有效值，高精度，全功能的測量技術(shù)，在此項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)上，研制的交流電量真有效值全功能測量儀表，校準(zhǔn)裝置或測試系統(tǒng)，在性能，價(jià)格上將有完全替代目前橫擬儀表和數(shù)字儀表的優(yōu)勢。

二技術(shù)說明

實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的系統(tǒng)框圖見圖1，輸入交流電壓，電流信號(hào)經(jīng)過衰減或放大后，以不低于10位的分辨率，不低于200μs的轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，在此以后，沒有橫擬漂移或增益誤差，采樣通道選通和轉(zhuǎn)換過程是由軟件控制，經(jīng)數(shù)字化后的電壓和電流的運(yùn)算，中間數(shù)據(jù)的暫存區(qū)域，刻度系數(shù)的鍵盤輸入，最終結(jié)果的輸出都在軟件作用下完成的。

測量精度和帶寬決定于CPU的位數(shù)、速率，A/D的速率和分辨率，或配置計(jì)數(shù)乘法邏輯電路提高數(shù)據(jù)處理速度。系統(tǒng)誤差的分析是復(fù)雜的，該項(xiàng)技術(shù)在BC-65水泵測試系統(tǒng)產(chǎn)品中應(yīng)用，事實(shí)證明：八位CPU、1M時(shí)鐘;12位50μs轉(zhuǎn)換速率的ADC;2KROM;2KRAM的硬件配置;在為此而設(shè)計(jì)獨(dú)特的軟件支持下，當(dāng)電源高次諧波分量＜15%情況下，足以達(dá)到0.5級(jí)精度，程序框圖如圖2所示程序結(jié)構(gòu)說明如下：

（1）復(fù)位：當(dāng)通電或按下RESET鍵時(shí)，使CPU處于初始狀態(tài)，建立堆棧，給出常數(shù)（刻度常數(shù)，時(shí)間的初始值）的揭示符。

（2）常數(shù)設(shè)置：常數(shù)的修改可以用上升和下降鍵，當(dāng)最后一個(gè)常數(shù)設(shè)置完畢進(jìn)入實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序。

（3）實(shí)時(shí)時(shí)鐘：實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以用各種定時(shí)器，如CTC????PTM或時(shí)鐘片來完成，每分鐘給出一個(gè)中斷信號(hào)。

（4）測頻：用每分中斷來實(shí)現(xiàn)頻率測量。

（5）中斷服務(wù)程序Ⅰ

當(dāng)分定時(shí)中斷產(chǎn)生后，完成一次采樣，數(shù)據(jù)處理，輸出全過程，首先給減-計(jì)數(shù)器以所測頻率對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)，起動(dòng)減-計(jì)數(shù)器交替進(jìn)行衰減或放大的i、u信號(hào)數(shù)字轉(zhuǎn)換并存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，循環(huán)直至中斷Ⅱ產(chǎn)生，中斷返回后重復(fù)上述過程，直到A.B.C三相測量完畢后，完成數(shù)據(jù)處理，刻度處理，并輸出處理結(jié)果返回主程序。

（6）中斷服務(wù)程序Ⅱ

當(dāng)中斷Ⅱ發(fā)生之后，應(yīng)取出單周期內(nèi)轉(zhuǎn)換次數(shù)，把暫存區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行∑i²、∑u²、∑i·u運(yùn)算并把結(jié)果放入5字節(jié)固定單元，并作-相是否測量完畢的判斷后返回。

三該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)

該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已用于BC-65水泵測試系統(tǒng)’產(chǎn)品中，也可廣泛應(yīng)用于交流電量全功能測量儀表校驗(yàn)裝置，控制裝置以及和交流電量測量有關(guān)的測試系統(tǒng)中，該項(xiàng)技術(shù)有下列特點(diǎn)：

（1）硬件電路簡單，存儲(chǔ)容量小，經(jīng)濟(jì)。

（2）真有效值測量，功率和電能是以輸入電壓和電流信號(hào)為參考，所以消除了這些測量值和輸入信號(hào)之間的相對(duì)誤差。

（3）電能的累加是數(shù)字式的，所以不受零漂的影響。

（4）取代了以前使用的各種儀表，減少了它們的同時(shí)性。一、致性誤差，減少了讀數(shù)和記錄人員。

（5）精度高。

（6）容易擴(kuò)大量程范圍。

（7）功能可以很方便擴(kuò)大，如增加CMOS????RAM可寄存突然停電數(shù)據(jù)，可作為分時(shí)電度。

（8）便于進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。