智能型工頻有效值多用表的研制

1、歡迎訪問Freekaoyan論文站智能型工頻有效值多用表的研制歡迎訪問Freekaoyan論文站    歡迎訪問Freekaoyan論文站    摘要：介紹了基于單片機控制的智能型工頻有效值多用表，用于測量電力電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素。文中重點闡述了被測參數(shù)的測量方法及該儀表具體電路的設計與分析。    關(guān)鍵詞：單片機智能型有效值檢波0概述智能型工頻有效值多用表是用來測量交流電的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)的儀表。為此，應首先把高電壓降為低電壓5V（峰

2、值），電流轉(zhuǎn)換成電壓5V（峰值），然后再經(jīng)過相應的信號處理對被測參數(shù)進行智能測試。具體電路方框圖如圖1所示。 1硬件電路的設計11檢相電路該電路用于電壓和電流相位差的檢測。確切而言，它是一個相位差變脈寬的電路，由靈敏度很高的電壓比較器完成。其任務是把電壓信號、電流信號反向分別整形成過零翻轉(zhuǎn)的方波信號相與，即產(chǎn)生脈沖寬度正比于兩信號相位差的脈沖信號。具體電路見圖2所示。12有效值檢波電路有效值檢波電路如圖3所示。該電路的基礎(chǔ)是有效值檢波芯片AD536，其外圍器件參數(shù)圖中已標出。該有效值檢波芯片的直流輸出電壓大小正比于被測交流信號有效值，而不管其波形如何。其中Rw2電位器用于調(diào)整輸出電壓Uo的大小

3、；C9為平滑電容，使輸出電壓Uo更趨平穩(wěn)。13VF轉(zhuǎn)換電路圖4為VF轉(zhuǎn)換電路。本電路的任務是把已轉(zhuǎn)換成與被測電壓UvUi的有效值成正比的直流電壓Uo再轉(zhuǎn)換成矩形脈沖信號，信號頻率正比于直流電平的大小。該電路的基礎(chǔ)是芯片LM331。圖中電位器Rw3用來進行零頻（0V輸入時）調(diào)節(jié)，Rw4用以調(diào)節(jié)上限頻率。根據(jù)測量精度的要求，確定上限頻率為8kHz，其對應輸入電壓為5V。該信號直接送入單片機計數(shù)器計數(shù)，假設計數(shù)的定時時間為1S（即1秒鐘轉(zhuǎn)換1次），則在最大輸入5V時可得相應最大量化值為5000，即測量分辨率可達到±1個字，相應電壓值為±1mV。14單片機及鍵盤顯示電路本系統(tǒng)采用8

4、051單片機對VF轉(zhuǎn)換結(jié)果進行處理，用鍵盤確認被測參數(shù)并通過顯示器顯示出被測參數(shù)值。鍵盤顯示接口電路采用INTEL8279芯片，其與單片機的接口電路是一種常用的典型電路，在此不再詳述，具體電路見圖5所示。    根據(jù)智能型工頻有效值多用表的要求，需五位顯示器；考慮到對不同參數(shù)的測量，擬定的操作功能鍵有電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等五個測量鍵和一個復位鍵共需六個鍵。這里還需說明的是，對被測參數(shù)功能鍵都用指示燈指示，因此，整個鍵盤顯示系統(tǒng)共用六個鍵和六位顯示。2系統(tǒng)軟件設計智能型工頻有效值多用表作為在線儀表，上電后一般要進行自檢，并將自檢結(jié)果通過面板上的數(shù)

5、碼管顯示出來，使操作員了解儀表當前的工作狀態(tài)，避免其帶病工作。該儀表自檢除常規(guī)的CPU自檢外，主要有ROM、鍵盤顯示器等。單片機系統(tǒng)的主要任務是對面板上各鍵的處理判斷，對VF轉(zhuǎn)換后所得的數(shù)據(jù)進行換算，以便獲得被測參數(shù)的值，并將該值在面板上用數(shù)碼管顯示出來。因此單片機上電后，在進行必要的初始化和自檢后，便開始被測參數(shù)的測量。此時，如果按某一功能鍵，該儀表就會自動完成參數(shù)的測量、計算及顯示。一旦該儀表開始進行參數(shù)測量，只有按“復位”鍵才能使該儀表回到初始狀態(tài)。系統(tǒng)軟件的總體流程如圖6所示。3結(jié)束語智能型工頻有效值多用表能對交流電的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)自動測量，而且數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠、精度高、操作方便，適用于對同類型測試設備的更新?lián)Q代，提高了測量精度和速度。參考文獻1何立民MCS51系列單片要應用系統(tǒng)設計北京：北京航空航天大學出版社，19952孫德輝譯測量系