基于ARM的等精度测频在机组转速测控中的应用
应用等精度测量方法，机组转速测控系统采用ARM7的LPC2214为CPU，LPC2214具有2个32位的定时器／计数器，每个定时器／计数器具有如下特性E ：
1)带可编程32位预分频器的32位定时器／计数器。
2)每个定时器的4个32位捕获通道可在输入信号跳变时捕获定时器的瞬时值。捕获事件可选择产生中断。
3)4个32位匹配寄存器：① 连续操作，可选择在匹配时产生中断；② 匹配时停止定时器，可选择产生中断；③ 匹配时复位定时器，可选择产生中断。
4)每个定时器有4个对应于匹配寄存器的外部输出，具有下列特性：① 匹配时置低电平；② 匹配时置高电平；③ 匹配时翻转；④ 匹配时不变。
本系统中采用了定时器／计数器0的匹配功能，用来控制闸门时间，定时器／计数器1的捕获功能，用来监测被测信号。被测信号通过硬件整形电路变成与其频率一致的方波信号，接入定时器／计数器1的捕获管脚，开放其捕获中断功能，软件响应中断并进行相应的处理。计数频率为2．211 840 MHz，闸门时间为0．5 s，误差为1111 ，其中，1212 ，所以可以得出，理论上，等精度测频在本系统中的测量精度优于 ，完全可以满足工程需要。
在水轮机转速测控系统中，为提高测量的可靠性，采用电气(机端残压)信号和齿盘机械脉冲信号2种信号类型同时输入的测量方式，计算得到的频率值用于显示，开出控制等。测量系统电路结构框图如图2所示。
系统程序主要包括初始化定时器／计数器，捕获中断处理，频率计算，显示，开出控制等子程序，系统流程如图3所示。
使用RIGOL函数／任意波形发生器，产生频率变化的正弦波形：① 500 S内模拟波形频率从100 Hz下降到0．2 Hz，下降梯度为0．199 6 Hz／s； ②模拟波形频率从100 Hz下降至1 Hz再从1 Hz上升至100 Hz，每10 Hz持续18 S；③每0．5 s记录一次测量数据，分别得到如图4所示波形1和波形2。
实验证明，利用等精度测频方式频率，可以在整个测量范围内取得比较高的测量精度，本测试系统的最大相对误差小于1O～。闸门时间为0．5 S，可快速反应机组转速的变化。
4 结语
等精度测量方法与传统测量的测频法和测周法相比，能够实现全频段内等精度，大大提高了测量精度。试验结果表明，在水轮机转速测控系统中应用等精度测量方法，测量的最大相对误差优于 ，闸门时间可变，能够快速反应机组转速的变化。开发的SJ一22D微机转速测控装置已在多个水电站(厂)投入应用，运行准确可靠。
分频器相关文章:分频器原理
评论