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基于PIC单片机的电能表时钟误差分析仪的研究

作者:时间:2012-06-21来源:网络收藏

1引 言

随着社会的发展,用电量增大,为提高用电效率,改善用电量不均衡的现象,国内各省市的电力部门己开始全面推出了复费率,计量单位对复费率检定的任务越来越繁重[1-2]。的准确性是分时计量最重要的一部分。目前的计量单位对复费率检定的方法已经逐渐不能满足需要。为了解决目前复费率电能表检定存在的问题,本文设计了一种的复费率电能表时钟的系统。该系统是一种便携式时钟检定装置,集计时检定,数据处理,数据传送等功能于一体,具有快捷、准确、有效的特点。

l频率测量原理[3-4]

系统测量频率采用的是多周期同步测量方法,这种方法是在直接测频的基础上发展测量方法,在目前的测频系统中得到越来越广泛的应用。多周期同步法测频技术的闸门时间不是固定的值,而是被测信号的整周期倍、即与被测信号同步,因此消除了对被测信号计数产生的±1个字,测量精度大大提高,而且达到了在整个测量频段的等精度测量。

多周期同步测量方法测量的分辨率为:



日计时误差值:式中:Nx为对电能表的实际计数值;Ns、fs分别对应于电能表的标准值。系统最终将显示测量的电能表频率及日计时误差值。

2系统构成

2.1系统硬件组成 系统主要有3部分组成:前端电路、主控回路、显示及通讯部分。系统组成框图如图l所示。



当晶振工作时,会产生微弱的电磁波,且电磁波的频率和晶体振荡的频率一致。系统首先采集晶振频率信号,然后把采集到的信号通过滤波放大电路滤去高频干扰和低频漂移信号,同时也进行线性放大,使之变为一波形正规幅值适当的正弦信号,然后经过A/D转换变成数字信号进入:处理。

系统采用一种改进的双T型选频网络,在提高Q值的同时不影响其他参数变化,带通宽度更窄,带通效果更为显著。具体做法是:在反馈网络中再接一个同相输比例运放作为双T网络的负载。电路如图2所示。



A/D转换采用的是ADS7826芯片,该芯片是双12位,500 kHz的模拟数字(A/D)转换器,带有6条全差分输入通道,这些通道分为3对,用于进行高速同步信号采集。对采样与保持放大器的输入是全差分的并且保持差分状态直到A/D转换器的输入。这样在频率为50 kHz时仍可提供80 dB良好的共模抑制比,这在高噪声环境中是非常重要的。

本系统采用的处理器是16F87X系列[5-7]。PICl6F87X的内部有3个计数器(Timer0,Timerl.Tim-er2)和一个看门狗定时器(watchdog timer,WDT),这些计数器的结构与特性并不完全相同,具体到本系统使用的情况,被检定的信号频率的大概值为32768 Hz,基准频率为10 MHz。因此使用单片机内部的Timer0和Timerl两个计数器,基准频率信号使用Timer1,被检定的信号使用Timer0。Timer0是8位,最大计数值为256,Timerl是16位,最大计数值为65 536,各需要外接一个8位计数器才能满足需要。采用74LS393是双四位的二进制计数器可将计数增至24位。

电能表相关文章:电能表原理

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