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1 前 言 随着社会的发展，用电量增大，为提高用电效率，改善用电量不平衡的现象，国内各省市的电力部分己开始全面推出了，计量单元对复费率电能表检定的任务越来越繁重［1-2］。时钟的准确性是分时计量最重要的一部门。目前的计量单元对复费率电能表时钟检定的方法已经逐渐不能满意需要。为了办理目前复费率电能表时钟检定存在的问题，本京电港论坛文章设计了一种{方案}的复费率电能表的系统。该系统是一种便携式时钟误差检定装置，集计时检定，数据处理，数据传送等功能于一体，具有快捷、准确、有效的特点。 l频率丈量原理[3-4] 系统丈量频率接纳的是多周期同步丈量方法，这种方法是在直接测频的底子上发展丈量方法，在目前的测频系统中得到越来越广泛的应用。多周期同步法测频技能的闸门时间不是固定的值，而是被测信号的整周期倍、即与被测信号同步，因此消除了对被测信号计数产生的±1个字误差，丈量精度大大提高，而且到达了在整个丈量频段的等精度丈量。
日计时误差值：式中：Nx为对电能表的实际计数值；Ns、fs分别对应于电能表的尺度值。系统最终将显示丈量的电能表频率及日计时误差值。 2系统构成 2．1系统硬件组成 系统主要有3部门组成：前端电路、主控回路、显示及通讯部门。系统组成框架图如图l所示。
当晶振工作时，会产生微弱的电磁波，且电磁波的频率和晶体振荡的频率一致。系统首先收罗晶振频率信号，然后把收罗到的信号通过滤波放大电路滤去高频干扰和低频漂移信号，同时也举行线性放大，使之变为一波形正规幅值适当的正弦信号，然后颠末A／D转换酿成数字信号进入：PIC单片机处理。 系统接纳一种改进的双T型选频网络，在提高Q值的同时不影响其他参数变革，带通宽度更窄，带通效果更为显着。详细做法是：在反馈网络中再接一个同相输比例运放作为双T网络的负载。电路如图2{京电港论坛}所示。
A／D转换接纳的是ADS7826芯片，该芯片是双12位，500 kHz的模拟数字(A／D)转换器，带有6条全差分输入通道，这些通道分为3对，用于举行高速同步信号收罗。对采样与保持放大器的输入是全差分的而且保持差分状态直到A／D转换器的输入。这样在频率为50 kHz时仍可提供80 dB精良的共模抑制比，这在高噪声情况中是非常重要的。 本系统接纳的处理器是PIC16F87X系列单片机［5-7］。PICl6F87X的内部有3个计数器(Timer0，Timerl．Tim-er2)和一个看门狗定时器(watchdog timer，WDT)，这些计数器的布局与特点并不完全相同，详细到本系统使用的情况，被检定的信号频率的大概值为32768 Hz，基准频率为10 MHz。因此使用单片机内部的Timer0和Timerl两个计数器，基准频率信号使用Timer1，被检定的信号使用Timer0。Timer0是8位，最大计数值为256，Timerl是16位，最大计数值为65 536，各需要外接一个8位计数器才气满意需要。接纳74LS393是双四位的二进制计数器可将计数增至24位。 系统中接纳的是多周期同步测频法，需要在对被测信号开始计数的同时对基准信号计数，当被测信号计时完成的同时基准信号的技能也要停止。这一过程可以接纳PIC16F87x内置的CCP模块来实现。CCP模块是指捕获／比力／脉宽调制模块((2apturelC20mparelPWM module，CCP module)，该模块可以提供外部信号捕获、内部比力输出以及PWM输出这3种功能。捕获与比力功能在根本的动作方式是相同的，在搭配定时器使用时，捕获指的是侦测引脚上输入信号的状态。在信号的变革吻合设定的条件时(信号上升沿或下降沿出现时)，产生中断并记载其时的定时器值；比力是将事先设定好的值与定时器的值相互比力，一旦两个值相等时，产生中断并驱动事先设定好的动作；PWM则是输出脉冲宽度可调的信号，脉冲的周期(period)和工作循环周期(duty cycle)是由内部的定时器比力产生的，因此也需要搭配定时器来使用。 系统显示接纳AY0438驱动4位LCD显示电路。AY0438是．MicroChip公司生产的一种完整的CMOS显示驱动器，可在单片机或微处理器的控制下直接驱动LCD显示模块。它布局简朴，使用方便。特别是在驱动32段LCD显示器方面，更能显示出它的精良和方便。AY0438只用3条控制线即可一连不停地向与它相连的LCD显示器输进驱动信号。该器件内含32位锁存器，它既可以对被显示的数据举行锁存，也可以锁存微处理器的状态或波形。系统最终频率丈量效果和日误差值将由其显示。 2．2系统软件组成 根据其实现的功能，可以把复费率电能表时钟晶振误差检定仪的软件分别为以下几个功能模块： (1)计时检定部门：主要功能是完成对信号的收罗，计数和日计时误差的盘算； (2)通讯及显示：通讯主要功能是完成单片机和上位机的通信，一般接纳的是异 步串行通信；显示的功能是在液晶显示屏上显示出晶振频率的巨细，计时误差等项； (3)其他一些子步伐包罗看门狗，延时，掩护步伐等。 系统流程图如图3{京电港论坛}所示。
3竣事语 本京电港论坛文章接纳该系统对差别尺度频率举行测试后，得到该系统的频率丈量准确度：±0．15 PPM，日误差准确度≤10 ms。该系统接纳多周期同步丈量方法使用PIC单片机实现了复费率电能表误差检定仪的设计，具有体积小、重量轻、稳定可靠、易于操纵、丈量精度高的特点，实现了复费率电能表的误差检定。 技能资料出处:eefocus |
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