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電能表畢業設計--單相電子式電能表的設計(編輯修改稿)

2025-12-13 22:56 本頁面

　

【文章內容簡介】 3. 212( / I N T 1) P 3. 313( T 0) P 3. 414( T 1) P 3. 515( / W R ) P 3 .616( / R D ) P 3. 717X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 0( A 8)21P 2. 1( A 9)22P 2. 2( A 10 )23P 2. 3( A 11 )24P 2. 4( A 12 )25P 2. 5( A 13 )26P 2. 6( A 14 )27P 2. 7( A 16 )28/ P S E N29A L E / / P R O G30/ E A / V P P31P 0. 7( A D 7)32P 0. 6( A D 6)33P 0. 5( A D 5)34P 0. 4( A D 4)35P 0. 3( A D 3)36P 0. 2( A D 2)37P 0. 1( A D 1)38P 0. 0( A D 0)39P 1. 1( T 2 E X )2V C C40A T 89 S 52CS1SO2WP3GND4SI5S C K6R S T7V C C8I C 5X 25 04 5P 2. 4P 2. 5P 1. 4 P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 1. 7P 1. 5P 1. 6+5R S TR S T14 5 *2LED245電流采樣濾波電壓采樣濾波 4 些值通過 SPI 接口傳送到微控制器中，微控制器再進行計算，最后通過 LED 顯示出來。另外，微控制器也可以把測量的值通過串口把數據傳到微機中，便于人們保存分析，這一點可以使人機對話功能大大增強。本系統選用高性價比的微控制器 89S52，完成各種參數的計算、通信命令處理和控制功能 , 89S52 內部集成了8KB 的 ROM，程序存儲能滿足系統的需求，因而不需要外部擴展 ROM。芯片 X25045作為看門狗設置，加強系統的抗干擾性能 ,2 片 74LS145 芯片驅動 16 路發光二極管（ LED）。 2. 2 各部分電路設計設計分成模塊：輸入部分、數據采集模塊、數據處理模塊、顯示模塊。應用芯片： ADE7753， 89S52， 74HC245， 74LS145。數據采集模塊采用芯片 ADE7753，數據處理模塊以 89S52 單片機為核心對采集信號進行精確控制和嚴格計算。電壓采樣電壓采樣的方法是一般我們通過電阻電容相結合來分壓得到小電壓，即通常我們所說的阻容降壓，在生產工藝當中所謂的校表既是通過調節電阻電容的綜合給值來校正電表的計量誤差，當然在一部分電能表中也可以通過變壓器來獲取小電壓，用變壓器的目的也不僅局限于取小電壓，還要依靠 CPU 以及其它芯片提供基準直流電源。電阻的給值一般是成倍數遞增的，電阻對誤差的影響從 1/2， 1/4 ，1/8??. 逐步遞減，最終可以達到滿足要求的誤差，因為誤差的調節是成線形的關系，所以這種調節的辦法會比較簡單。如圖二所示 : 5 Z 10 1 Z 10 2 R 10 11 K *R 10 21 K *R 10 75 00 K *R 10 85 00 K *C 10 13 3n FC 10 23 3n FC 10 81 00 nFC 11 71 03 / 30 00 VV R 1 01S D R 20 4 71電壓V 2NV 2PA G N DR E FD G N DA D E 77 53 圖二電流采樣電流的采樣是通過并聯電流分流的原理將電流進行采樣取值，電能表中的電流采樣器件是錳銅分流器，其電阻阻值很小，所以其能分擔比較大的電流，僅有小部分通過分流引入采樣，但是由于眾多錳銅分流器的分流參數具有一定的離散性，所以最終達到功率測量的穩定性，必須通過 P=UI 這一公式來進行相應的調整。如圖三所示： R 10 02 .2m ΩZ 10 3 Z 10 4 R 10 31 K *R 10 41 K *R 10 51 00 *R 10 61 00 *C 10 33 3n FC 10 43 3n FC 10 53 3n FC 10 63 3n FV 1NV 1PA D E 77 53電流圖三通過電壓與電流的采樣我們得到的功率值就是達到我們要求的在誤差精度范圍的功率值，電壓電流的模擬信號經過采樣以后經過 A/D 轉換，進入乘法器進行相應的乘法運算，最終達到一定的功率數字值，這種數字值再與某些具體的頻率相結合，最終以脈沖的形式輸出電量脈沖，這種輸出的電量脈沖頻率與功率大小成正比例關系：功率越大，輸出的脈沖頻率越高，一定量的脈沖累加就形成電能的數字化信息，通過這種數模轉換的方式達到由原始電壓電流到電能計量的轉換。 6 功率的計算相對于有功，無功功率的計算，通過電工學的基本常識我們知道：無功功率?cosuip? ，由這個算式可以看出，我們所需要測量的一個重要的因素就是功率的相位角，實現功率因數的測量的方法，可以通過高頻的脈沖來計量電壓與電流之間的起始的時間的脈沖差，再通過相應的數值運算換算出功率因數相位角，如圖四所示：圖四電壓電流的相差脈沖（ M） /電壓電流的一周期的脈沖（ N） *2π =相位角 θ ，它是多功能電能表進行無功計算必須具備的一個重要的參量。一般電能表通過計量模塊轉化成脈沖后，接其脈沖輸入端至計度器，計度器按照一定的比例步進，產生電量數據，這是最簡單的電子式電能表，其功能單一，硬件設計結構也比較的簡單。 7 電源設計單相表一般只含有一個基本的計量單元，一個發光二極管和脈沖輸出口等，整機耗電一般不超過 50mW，采用低成本的串聯阻容

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