Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Калибровка измерителя

Калибровка электронного счетчика электроэнергии на базе микроконтроллера семейства MSP430 при помощи обычной калибровочной аппаратуры, используемой для калибровки обычных электросчетчиков, возможна, но неэффективна. Вычислительная мощность MSP430 позволяет делать это другими методами, которые приведены ниже.

Основная калибровка может быть инициализирована при помощи команды с0, переданной через UART. Для выполнения этой команды необходимо в файле parameter.h определить входные значения следующих параметров:

calVoltage

calCurrent

calPhi

calCosPhi

calFreq

Калибровка фазового сдвига между током и напряжением должна быть выполнена с точностью 0.5 градуса, так как ошибка фазового сдвига, возникающая в датчиках, превышает это значение, поэтому более высокая точность не может быть достигнута.

Для калибровки счетчика электроэнергии необходимо разделить тракты измерения тока и напряжения. Это позволяет выполнить калибровку с малыми потерями энергии и определить величины напряжения, тока и фазового сдвига. На рисунке 13 показана схема включения электросчетчика при калибровке.

Рис. 13. Электронный счетчик электроэнергии на MSP430 с внешними терминалами

Калибровка при непрерывном измерении

Нормальный рабочий режим ESP430CE1 устанавливается путем посылки вычислительным ядром команды SetMode. Величина измеренной мощности, записанная после каждого измерения в регистр ActEnSPer1 (и в регистр ActEnSPer2 для систем с двумя датчиками), преобразуется вычислительным ядром в сигнал с постоянной частотой, пропорциональный измеренной мощности. Для формирования сигнала с постоянной частотой может быть использован модуль таймера Timer_A.

При калибровке выполняются следующие действия:

Вычислительное ядро устанавливает в нулевом контрольном регистре ESP430CE1 флаги Curr_I1, Curr_I2, соответствующие режиму измерения.

Регистры параметров инициализируются для измерения мощности в нагрузке. Выполняется это при помощи команды SET_PARAM.

После получения команды mSet_Mode ESP430CE1 переходит в режим измерения электроэнергии.

Первый результат измерения, находящийся ActEnSPer1 (и ActEnSPer2 в системах с двумя датчиками), не используется, так как неизвестна точка начала.

Следующие результаты измерений, находящиеся в ActEnSPer1 (и ActEnSPer2 в системах с двумя датчиками) являются правильными и используются для вычислений.

Флаг St_ZCld в нулевом регистре состояния указывает, что при следующей доступной выборке (флаг St_NEVal установлен), новые результаты измерения за прошлый период доступны в регистрах ActEnSPer1 и ActEnSPer2.

Вычислительное ядро сбрасывает флаг St_NEVal при помощи команды mCLR_EVENT и выполняет считывание данных (см. описание алгоритма считывания ниже).

Если необходимо, например, для вычисления результата за больший период, последние четыре пункта повторяются.

Вышеупомянутые шаги повторяются и во второй калибровочной точке.

Калибровка обоих датчиков должна быть выполнена независимо. При калибровке одного датчика измерителя ток через второй датчик должен быть нулевым. И наоборот.

Калибровка производится за один основной период (или за nper основных периодов) при двух токах нагрузки I1HI и I1LO. Номинальная вычисленная мощность для двух точек калибровки:

nHIcalc = Cz1 x I1HI x V1 x cosɑ1 x (nper / fmains) x (fADC / 4096)

nLOcalc = Cz1 x I1LO x V1 x cosɑ1 x (nper / fmains) x (fADC / 4096)

Результирующие значения для наклона и смещения:

Наклон: GainCorr1 = ((nHIcalc - nLOcalc) / (nHImeas - nLOmeas)) x 214

Смещение: Poffset = (((nHImeas x nLOcalc) - (nLOmes - nHIcalc)) / (nHImeas - nLOmeas)) x (fmains / nper) x (4096 / fADC),

где fmains - основная частота в Гц;- частота дискретизации АЦП в Гц (обычно 4096 Гц);- количество основных периодов, использованных при калибровке;- вычисленная мощность в точке калибровки с высоким током в шагах в квадрате;- измеренная мощность в точке калибровки с высоким током в шагах в квадрате;- вычисленная мощность в точке калибровки с низким током в шагах в квадрате;- измеренная мощность в точке калибровки с низким током в шагах в квадрате; Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме:

Аппаратная реализация модулярного сумматора и умножителя на базе ПЛИС В настоящее время невозможно представить себе сложную автоматическую систему без того, чтобы ее центральную часть не составляли вычислительные машины, выполняющие функц ...

Слепая компенсация эффекта разбаланса квадратур с использованием алгоритма множественных инверсий В современных средствах связи на смену аналоговым системам пришли цифровые. Это обусловлено тем, что при своем использовании цифровые системы значительно превосходят аналоговые по качес ...

Выбор и расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля В современном информационном мире каждые пять лет объём передаваемой информации увеличивается вдвое, соответственно, встаёт задача передачи большого количества информации с максимальной ...