В отговор на проблемите с ниската точност на измерване и високата цена на традиционните устройства за калибриране на три-фазни измервателни уреди, UBS разработи три-фазно многофункционално устройство за калибриране на измервателни уреди. Хардуерната верига на устройството включва основно верига за превключване на обхвата на вземане на проби от напрежение и ток, верига за задвижване на реле, верига на часовник, сериен комуникационен модул и верига на дисплея. Веригата за превключване на обхвата на дискретизация на напрежението и тока преобразува сигналите за напрежение и ток, събрани от трансформаторите за ток и напрежение, в обхвата на измерване на чипа. Това устройство се доставя с 4 UART серийни порта за комуникация, което е удобно за свързване с други периферни устройства. След получаване на сигнала, микроконтролерът показва събраните данни за напрежение и ток на TFTLCD капацитивен сензорен екран. Дизайнът на софтуера включва главно инициализиране на временни променливи, конфигуриране на съответните регистри и редовно събиране на напрежение и ток.
Ключови думи: микроконтролер; вземане на проби от напрежение и ток; верига за превключване на обхвата
Съдържание:
1. Цялостен дизайн на системата
2. Проектиране на хардуерни схеми
2.1 Основна система
2.2 Верига за превключване на диапазона на вземане на проби от напрежение и ток
2.3 Дизайн на веригата на релейното задвижване
2.4 Дизайн на сериен комуникационен модул
3.1 Дизайн на основната програма на микроконтролера
3.2 Програма за обработка на прекъсване на сериен порт
4. Резултати от теста и анализ
1. Цялостен дизайн на системата
С развитието на електронните информационни технологии традиционният индукционен електромер има ниска точност и висока консумация на енергия, което вече не може да отговори на изискванията. Хората са комбинирали софтуерни и хардуерни технологии, за да предложат електронни електромери. Понастоящем функцията за измерване на три-фазните електромери непрекъснато се подобрява. За да се гарантира стабилността на производителността на измерване и дистанционното предаване на данни, се появиха микрокомпютри с един-чип и трифазни електромери с интелигентно дистанционно предаване, които могат да реализират дистанционно автоматично отчитане на брояча и имат силна способност срещу-смущения. Имайки предвид проблемите на LCD дисплея и откриването на ток, тази статия използва чип с LCD контролер за опростяване на дизайна на веригата. Ето защо тази статия проучва устройството за калибриране на три-фазния метър, за да разреши проблема, че традиционното устройство за калибриране на три-фазния измервателен уред измерва малък ток и напрежение.
2. Дизайн на хардуерна верига
2.1 Основна система
Пинове 58, 59 и 60 на захранването на чипа са свързани към 5 V напрежение, щифт 54 в процесора е серийният порт за предаване, а щифт 53 е серийният порт за приемане.
2.2 Верига за превключване на диапазона на вземане на проби от напрежение и ток
С развитието на електронните информационни технологии традиционният индуктивен електромер има ниска точност и висока консумация на енергия, което вече не може да отговори на изискванията. Хората са комбинирали софтуерни и хардуерни технологии, за да предложат електронни електромери. Понастоящем функцията за измерване на три-фазните електромери непрекъснато се подобрява. Някои двупосочни три-фазни електромери регистрират достъп чрез интерфейси за измерване на ефективната стойност на всяко фазово напрежение и реактивна мощност; като се има предвид, че това вече не е просто цифрово измерване, дизайнерите прилагат чипове към измервателния уред, за да реализират анализ в реално-време на данни за форма на вълната на ток и напрежение, измерване и преценка на размера на резистивния товар. За да се осигури стабилност на производителността на измерване и дистанционно предаване на данни, се появиха интелигентни три-фазни електромери за дистанционно предаване, базирани на едно-чипови микрокомпютри, които могат да реализират дистанционно автоматично отчитане на измервателния уред и имат силна анти-смущаваща способност; три{10}}фазни електромери, базирани на едно-чипови микрокомпютри, могат да измерват привидната енергия и имат функции за надграждане на флаш памет. През последните години приложението на чипове в метри се превърна в тенденция. Като се имат предвид проблемите на LCD дисплея и откриването на ток, тази статия проучва устройство за калибриране на три-фазов измервателен уред за решаване на проблема с измерването на нисък ток и напрежение в традиционните устройства за калибриране на три-фазов измервателен уред.
2.3 Дизайн на веригата на релейното задвижване
Когато I/O портът на задвижващия чип изведе 5 V, токът протича през релейната намотка на спомагателния изход и ключът K10 се завърта на 4, за да изведе стабилно напрежение.
2.4 Дизайн на сериен комуникационен модул
Чипът се използва в хардуерния дизайн и е свързан към щифтовете PA2, PA3, PA9 и PA10 на контролера за серийна комуникация, където PA2 и PA3 се използват за изпращане, а PA9 и PA10 се използват за получаване. Клема 5 в J4 е земната клема, а клеми 2 и 3 съответстват на интерфейсите PA9 и PA10.
3. Дизайн на софтуера
Софтуерният дизайн на устройството за калибриране на три{0}}фазния измервателен уред възприема принципа на модулния дизайн за показване на събраните данни на капацитивния сензорен екран. Поради ограниченията на пространството са описани само основната програма на микроконтролера и програмата за обработка на прекъсване на серийния порт.
3.1 Дизайн на основната програма на микроконтролера
Първо деактивирайте глобалните прекъсвания, след това инициализирайте различни параметри и IO портове и конфигурирайте съответните регистри. След започване на пълно вземане на проби, микроконтролерът извършва обработка на данните и накрая показва данните за напрежението и тока на сензорния екран.
3.2 Програма за обработка на прекъсване на сериен порт
След като микроконтролерът отвори прекъсването и получи знак, се генерира прекъсване за завършване на приемането. Функцията за получаване записва данните в променливия буфер и броячът се намалява с 1. Задайте първоначалната стойност на 1. Ако броячът е равен на 0, изпълнете функцията за обратно извикване; ако броячът не е равен на 0, микроконтролерът изчаква следващото приемане.
4. Резултати от теста и анализ
Тестовата платформа е изградена с проектирания хардуер и софтуер. Три{1}}фазният програмируем стандартен източник на захранване беше обектът на измерване. Три набора от данни бяха въведени за тестване.
От горните данни може да се види, че чрез промяна на първоначалната стойност на източника на енергия, грешката на всеки набор от получени данни е много малка. Устройството може да реализира точното измерване на три-фазния измервателен уред, което отговаря на проектните очаквания.
5. Заключение
Основният дизайн на тази статия е устройство за калибриране на три-фазов измервателен уред и ток с точност до 4 знака след десетичната запетая, което е идеално устройство за калибриране за потребители на електроенергийната система.