基于嵌入式Linux的电参数测量系统设计

为了解决传统电参数仪智能化程度低、量程窄等问题,应用Linux操作系统、同步化等技术设计了一套电参数测量系统。该系统可对用电设备的电压、电流和功率等参数进行准确测量。在硬件设计上,采用MAX1324对电压和3路电流进行采样,提出了一种简便的组合测量电路以分别测量小电流和大电流。该系统通过对3路采样电流进行判断,以控制继电器来确定电流采样电路。采用了同步化算法,对非同步采样数据进行了修正,从而有效减小了计算误差。实际应用结果表明,该系统具有智能化程度高、使用方便和易于维护等优点。     

基于误差分析的电池组高精度测量系统的设计

动力电池成组技术是电动汽车技术的核心之一,电池组的容量、能量、功率等特性的测试,对于成组电池性能的评价显得尤为重要。提出了一种基于误差分析的电池组测量系统的设计方法,实现了宽电压(0~1 000 V)、电流(0~400 A)范围内,电压、电流、瞬时功率、安时和瓦时的高精度测量。系统测量的电压、电流为自变量,通过DSP计算出来的瞬时功率、安时和瓦时为因变量。基于误差分析,推导出因变量的精度表达式,提出了同步高精度隔离采样方案。通过简化隔离环节,减少了采样电路的线性误差;通过差分输入、LCL滤波调理电路,提高了电压、电流采样的抗干扰能力。     

基于电量变送器的挤压机监测系统的设计

以单片机作为控制核心,应用交流高速采样电量变送器,完成对变频改造后挤压机的电压、电流、有功功率、转速、转矩等多个参数的测量。测量数据均采用数字化软件校正,并可上传PC机。系统测量数据准确、性能稳定。     

定点DSP的数据采样处理系统

介绍一个实用的数据采样处理系统。系统采用了调整数据处理定点DSP芯片——TMS320F206，用两片ADS7805对电压、电流进行采样，采样后用定点DSP进行FIR滤波处理。用FIR滤波算法来消除信号在外界干扰情况下形成的尖峰信号以及解决信号的零漂问题，使得对电压、电流的有效值测量准确、稳定；把算法处理后的结果存到双口RAM的一口，再由上层系统在另一端口取走，这样形成一个完整的系统。在数据采集处理方面具有很高的参考价值。     

铂电阻高精度温度测量系统设计

为了满足工业生产对温度测量的高精度要求,研制了一种恒流源微电流驱动四线制铂电阻Pt100的高精度温度测量系统.分析了引起系统测量误差的原因,给出了减少误差的方法;阐述了恒流源、仪用放大、抗混叠滤波、采样保持、A/D采样等主要电路的设计原理和参数选择准则;说明了测量系统的标定方法.该系统采用四线制铂电阻Pt100作为温度传感器,由恒流源微电流驱动产生电压,可以完全去除铂电阻自身的引线电阻、有效减少自热效应;通过仪用放大电路、抗混叠滤波电路和采集保持电路可以有效滤除采集信号中的干扰信号,降低外界干扰对测量系统的影响,增强测量系统稳定性、可靠性和准确性.测试结果表明,该系统性能稳定可靠,标定后测量误差小于±0.03℃.     

基于STM32的充电桩电压电流测量方法

为解决现有电动汽车充电桩中输入电压与输入电流实时测量不准确问题,提出了一种基于STM32的充电桩电压电流采样电路结合数字滤波进行实时测量的方法,并通过实验验证其可行性。实验结果表明,该方法在交流充电桩输入电压与电流实时采集数据过程中,可以有效地解决在随机扰动情况下交流充电桩电压电流测量不准确的问题。     

便携式温度仪表校验仪

利用单片机技术设计便携式温度仪表校验仪,实现对电压、电流以及电阻的精确测量,根据二次仪表的不同模拟多种不同分度号的热电阻、热电偶输出电阻、mV以及电流信号.系统以单片机为核心,利用模数转换器和模拟开关构成多路测量电路,利用MAX539和AD421构成输出电路,实现测量和传感器以及智能仪表的校验.改变其软件的数据表可以实现对酸度计、电导仪等的校验.采用软件抗干扰措施,采样和输出数据可靠性高.系统输入输出硬件结构简单,具有电池充电电路,低成本,低功耗,具有较好的测量和输出精度.     

Rogowski线圈的设计原理及其预处理电路的分析

测量传感头Rogowski线圈是光电电流互感器的关键部分.通过分析Rogowski线圈的测量原理及Rogowski线圈的等效电路,导出了测量关系.对Rogowski线圈的采样信号进行预处理,分析了处理电路的频率特性.Rogowski线圈及其处理电路的实验数据表明,被测电流与输出电压之间呈良好的线性关系,Rogowski线圈具有非常充裕的带宽.     

最新发明专利信息

功率因数—电压变换装置这是一种由采样部件电压互感器和可以取出被测电路电流过零信号的另一采样部件电流互感器及转换组件可控硅整流器组成的功率因数—电压变换装置,具有线路简单、工作可靠、调试容易等优点,尤其是不受被测电网频率、电压等级、电流等级和负载性质的限制,可以同步跟踪电网无功量的变化,而且不需要中间放大环节就可直接带动测量仪表或驱动执行元件,可以广泛应用于功率因数的测量、控制和调节的系统中。     

具有图形组态功能的传感器阵列测试系统

基于虚拟仪器的思想,研究开发了一套传感器阵列测试系统,用于对各种高速时变场的工程测量。系统包括64个最高采样频率为1MHz、转换精度为3位的模拟通道,以及4个最高采样频率为15.625kHz、转换精度为12位的模拟通道;系统软件采用观察者对象行为型设计模式,通过建立动态图元与实验数据之间的松散耦合实现了图形组态功能。系统与二维光电传感器阵列及电压、电流传感器配合,运用于低压开关开断过程特征参数的测量,直观地得到了低压开关开断过程中电弧的运动情况及电流、电压曲线,并动态仿真了这些特征参数之间随时间变化的相互影响关系。     

Measurement of active power by time domain digital signal processing

This paper compares DSP time domain algorithms of one-phase active power measurement by non-coherent sampling that are superior to some frequency domain algorithms in active power estimation of non-sinusoidal signals. The measurement bias, uncertainty and sampling time necessary for the required accuracy are compared for various data windows with the use of simulations and measurements. Both monofrequency and multifrequency signals are dealt with. Analytical formulas are presented for the active power bias for rectangular and general cosine windows and for standard uncertainty of active power measurement. A simple method is described for correction of the multiplexing delay in power measurement using multiplexing DAQ boards. The information from this paper can also be used for measuring energy consumption and three-phase power.     

基于三角基函数分解的高精度介损角测量方法

为精确测量介损角,克服数字化测量时存在的非同步采样、基波频率波动、谐波变化等因素影响,提出并建立基于三角基函数分解的介损角测量模型,将电力谐波各参数作为未知量,基于最小二乘原理对采样数据进行最速下降迭代求解,准确提取基波电压、电流相位,进而得出介损角,排除直流和谐波分量干扰。从理论上证明该算法的收敛性,针对基波频率波动、介损角真值改变、谐波含量变化、白噪声影响等影响进行仿真实验,结果表明该测量方法使用极少采样点与较低采样率,即可获得较高的测量准确度,测量速度快。设计的基于数据采集卡与虚拟仪器技术的高压电容型设备绝缘在线监测系统,验证了该方法的可行性与有效性。     

A novelty digital algorithm for online measurement of dielectric loss factor of electronic transformers

There are many inherent performance limitations using traditional algorithms for online measurement of dielectric loss factor including synchronous sampling, no interharmonics and power system frequency must be invariable. In a non-stationary signal environment where power frequency fluctuation and interharmonic components exist, there is no guarantee of measurement accuracy by using traditional methods. The paper proposed a high-accuracy digital algorithm for online measurement of dielectric loss factor of electronic transformers. Theoretical basis of the new algorithm is based on a new data processing procedure including data truncation and data addition which compensates phase distortion as a result of the spectrum of addition data contains offsets. The algorithm can accurately extract the fundamental signal and calculate dielectric loss factor. Measured results from simulations and practical engineering projects show that the new algorithm has good application feasibility without being affected by the limitations rendered above.     

考虑电网频率变化率的改进相位差校正法研究

针对电网信号基波频率动态变化时相位差校正法测量结果存在较大误差,甚至可能测量失败的问题,提出了一种考虑频率变化率的改进相位差校正法。指出了非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其当基频动态变化导致基波频率偏移较大时,非同步采样使测量精度严重降低。推导了基于频率变化率修正的归一化频率校正量公式,在线测量时,频率变化率用前次与当次测得的基波频率进行差商运算求得,再据此对测量结果进行了修正。分别使用考虑频率变化率的方法和原方法对变频电网信号进行了数值仿真研究。研究结果表明,改进相位差校正法有更高的测量精度,对基波的测量精度提高一个数量级,采样窗长为IEC标准规定窗长的50%,能满足频率动态变化时谐波在线测量的精度与实时性要求。     

基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器设计

电流互感器作为一次侧电流的常用计量设备之一,它在电力系统的交流电测量、继电保护、电力设备检修控制等相关领域均具有十分重要的地位。针对传统电流互感器存在的线性度低、抗干扰能力差及精度低等问题,尤其在工频小电流精确测量这一难题方面更是捉襟见肘。鉴于此,本文提出一种基于马赫-曾德干涉仪的光纤电流互感器。该互感器利用电流经过电阻所产生的焦耳热改变光纤中的光信号特征,从而引起马赫-曾德干涉仪的输出信号变化,然后通过光电探测器完成对干涉仪的光信号捕捉,并将其转换为电信号输出,完成工频小电流检测。结构上通过采用PCB型罗氏线圈作为感应取电装置,并利用MATLAB完成其动态响应分析。另外针对信号采集、传输、处理过程中所出现的噪声信号,设计了基于FPGA技术的信号处理系统,以提高信噪比。最后通过实验对工频小电流进行测量,线性度为0.996 1,检测精度可达到0.14%。实验结果表明提出的光纤电流互感器相较于传统光学电流互感器相比,具有更高的线性度和测量精度,为基于热效应的电流互感器发展提供了新的思路,也为工频小电流的测量提供了一种新的方法。     

现行圆柱度测量方法分析及采样方案新策略

在对新一代产品几何技术规范GPS(geometrical product specification)采样要求分析的基础上,采用现有仪器对样品轴的圆柱度进行多组实测,同时结合计算机模拟分析,深入探讨现行测量方法的局限性和存在问题,即现有的仪器和现行的测量方案难以满足GPS采样规范隐含的采样面密度和采样频率要求.计算机模...     

电力系统电压电流相量的快速同步测量算法研究

研究一种基于已知信号模型的相量快速同步测量算法.这种算法在已知信号模型的基础上,通过确定时间间隔的采样值求取相量参数,计及了衰减直流分量,计算速度快,能够在电力系统故障和振荡情况下测量电压电流相量参数,适用于同步相量测量单元(PMU)和继电保护装置.算例表明,算法正确有效,计算速度和精度令人满意.     

谐波干扰下数字化高压电能计量装置误差预补偿方法

为了降低预补偿计量装置的误差,提升电能计量精度,提出了谐波干扰下数字化高压电能计量装置误差预补偿方法。分析谐波干扰下计量装置的误差,并计算谐波干扰下标准采样频率时的功率值;利用过零检测算法计算实际采样频率,获取实际采样频率时的功率值,标准采样频率时的功率值与实际采样频率时的功率值之差即为预补偿功率值,实现电能计量装置误差预补偿。实验结果表明:该方法可精准计算不同谐波次数时电能计量装置的三相功率误差;该方法补偿后的功率值与功率理论值差距较小,具备较优的功率误差预补偿效果;应用该方法后的计量装置报表数据记录精度更高。     

Rogowski coil current transducer compensation method for harmonic active power error

In the harmonic active power measurement, the highest uncertainties are generally introduced by the current and voltage transducers. In a previous paper, the authors showed that the current transformer (CT) can introduce significant errors in such measurement, especially if the phase shift between voltage and current is close to ±90°. In such condition the errors on harmonic power measurement are mainly due to the CT phase displacement. This paper shows that better results can be achieved with more linear transducers, such as the Rogowski coil current transducers (RCCTs), whose metrological performance in distorted condition can be improved, by means of a proper compensation method. The proposed method for RCCTs compensation is based on the frequency response and it allows to reduce the errors on harmonic power measurement, also for phase shift close to ±90°. The study is supported by several experimental tests.