电能表毕业设计--单相电子式电能表的设计

电能表毕业设计--单相电子式电能表的设计内容摘要：

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电流采样滤波 电压采样滤波 4 些值通过 SPI 接口传送到微控制器中，微控制器再进行计算，最后通过 LED 显示出来。 另外，微控制器也可以把测量的值通过串口把数据传到微机中，便于人们保存分析，这一点可以使人机对话功能大大增强。 本系统选用高性价比的微控制器 89S52，完成各种参数的计算、通信命令处理和控制功能 , 89S52 内部集成了8KB 的 ROM，程序存储能满足系统的需求，因而不需要外部扩展 ROM。 芯片 X25045作为看门狗设置，加强系统的抗干扰性能 ,2 片 74LS145 芯片驱动 16 路发光二极管（ LED）。 2. 2 各部分电路设计 设计分成模块：输入部分、数据采集模块、数据处理模块、显示模块。 应用芯片： ADE7753， 89S52， 74HC245， 74LS145。 数据采集模块采用芯片 ADE7753，数据处理模块以 89S52 单片机为 核心对采集信号进行精确控制和严格计算。 电压采样 电压采样的方法是一般我们通过电阻电容相结合来分压得到小电压，即通常我们所说的阻容降压，在生产工艺当中 所谓的校表既是通过调节电阻电容的综合给值来校正电表的计量误差，当然在一部分电能表中也可以通过变压器来获取小电压，用变压器的目的也不仅局限于取小电压，还要依靠 CPU 以及其它芯片提供基准直流电源。 电阻的给值一般是成倍数递增的，电阻对误差的影响从 1/2， 1/4 ，1/8„„. 逐步递减，最终可以达到满足要求的误差，因为误差的调节是成线形的关系，所以这种调节的办法会比较简单。 如图 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电压V 2NV 2PA G N DR E FD G N DA D E 77 53 图二 电流采样 电流的采样是通过并联电流分流的原理将电流进行采样取值，电能表中的电流采样器件是锰铜分流器，其电阻阻值 很小，所以其能分担比较大的电流，仅有小部分通过分流引入采样，但是由于众多锰铜分流器的分流参数具有一定的离散性，所以最终达到功率测量的稳定性，必须通过 P=UI 这一公式来进行相应的调整。 如图 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电流 图三 通过电压与电流的采样 我们得到的功率值就是达到我们要求的在误差精度范围的功率值，电压电流的模拟信号经过采样以后经过 A/D 转换，进入乘法器进行相应的乘法运算，最终达到一定的功率数字值，这种数字值再与某些具体的频率相结合，最终以脉冲的形式输出电量脉冲，这种输出的电量脉冲频率与功率大小成正比例关系：功率越大，输出 的脉冲频率越高，一定量的脉冲累加就形成电能的数字化信息，通过这种数模转换的方式达到由原始电压电流到电能计量的转换。 6 功率的计算 相对于有功，无功功率的计算，通过电工学的基本常识我们知道：无功功率cosuip ，由这个算式可以看出，我们所需要 测量的一个重要的因素就是功率的相位角，实现功率因数的测量的方法 ， 可以通过高频的脉冲来计量电压与电流之间的起始的时间的脉冲差，再通过相应的数值运算换算出功率因数相位角，如 图 四 所示： 图 四 电压电流的相差脉冲（ M） /电压电流的一周期的脉冲 （ N） *2π =相位角 θ ，它是多功能电能表进行无功计算必须具备的一个重要的参量。 一般电能表通过计量模块转化成脉冲后，接其脉冲输入端至计度器，计度器按照一定的比例步进，产生电量数据，这是最简单的电子式电能表，其功能单一，硬件设计结构也比较的简单。 7 电源设计 单 相 表一般只含有一个基本的计量单元，一个发光二极管和脉冲输出口等，整机耗电一般不超过 50mW，采用低成本的串联阻容。