ADE7758在新型电能监控系统中的应用与研究
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4 ADE7758在实际使用中的校准方法
ADE7758的用户手册给出了有关电流、电压有效值通道以及功率计算校准原理和算法，在ADE7758实际使用之前必须经过正确的校准过程，否则会出现较大误差。因为该方案是使用ADE7758分时实现三相、单相电能监控功能，因此校准时首先需要对于两种情况分别设置，对LCYCMODE寄存器和MASK寄存器进行配置。校准单相，LCYCMODE寄存器的第4位置1，MASK寄存器第10位置1，表示允许A相过零检测和过零中断；校准三相，LCYCMODE寄存器的第4，5，6位置1，MASK寄存器第10，11，12位置1，表示三相都允许过零检测和过零中断。ADE7758测量出来的数据用二进制表示，因此第一步校准工作就是完成二进制的转换，即得到LSB(二进制的最低有效位代表的实际数据量)，算法为：准确值／测量值=LSB。比如准确值为220 V，从ADE7758的VRMS寄存器读出的数据为二进制表示的浮点数，即测量值。利用上面的公式得到VRMS寄存器的一位最低有效位所代表的电压数值，即LSB。
电流有效值和电压有效值的校准算法为：
式中：IRMS，VRMS为电流、电压测量值；IRMS0，VRMS0为电流、电压准确值；IRMSOS，VRMSOS为需要得到的电流、电压的offset(误差补偿量)。根据该算法，在获得准确值和测量值后，可以得到误差补偿量。该方案在实际校准过程中，为进一步降低误差，采用了更加准确的多次测量求平方根的方法得出测量值，再利用LSB的算法和误差补偿量的算法获得相应的LSB和offset。
之后就是进行功率的校准，包括有功功率、视在功率和无功功率。因为xWG／xVARG／xVAG三相9个寄存器是用来对平均功率进行缩放的，将使功率校准更加精确，但给后续的校准带来巨大的计算量，所以首先需要对它们进行清零；然后就是如同有效值的校准一样，需要设法获得功率的LSB和offset。以有功功率为例，首先设定电流、电压的准确值，然后分别读出AWATTHR，BWATTHR，CWATTHR的三相有功功率累计量。在此还是利用移动时间戳的方法，得到首次的时钟节拍，然后重复前面的读取操作，获得当前时钟节拍，两次时钟节拍相减，得出累计时间：有功功率的准确值=电流准确值*电压准确值／累计时间，利用：LSB=准确值／测量值，得到有功功率的LSB。有功功率的offset计算公式为：
同样利用移动时间戳的方法，可以求出有功功率的offset。其中，IMIN需要额外设置一个准确值，之前的准确值则为JTEST，LINECYC就是通过OSTimeGet()函数得到的两次累计时间。
在得到电流有效值、电压有效值、有功功率的LSB和offset之后，基本完成了校准工作，最后通过ADE7758获得的数据经过LSB和offset的修正后，得到的实际测量数据如表1所示。ADE7758的用户手册给出的误差低于0．1％，在实际组装系统与测试过程中，不可避免会产生人为误差，比如互感器的固定螺钉松紧不同会改变输入电阻，造成电压额外消耗；互感器部分的几个较小阻值的1％精度电阻精度不足，造成分压比例的不同等。经过研究，如果需要进一步提高精度，可以从提高电阻精度和改善系统组件固定方法两方面进行改进。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/177635.htm
5 结语
区别于传统电能监控系统的设计，本文提出了一种ADE7758分时实现单相、三相电能监控功能的解决方案，很好地满足了企业用户对于多种电能实时监控的需求，并且具有低成本、高度自动化的特点，应用前景十分广阔。对于ADE7758在新方案中的使用做了详细的研究和实验，通过实际开发、测试，获得了许多与芯片的底层驱动、应用程序、校准过程有关的宝贵经验和实时监控数据，为进一步完善方案打下了良好的基础。
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