《電子技術(shù)應(yīng)用》
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用8031控制的BDJ-3A三相功率電能表
摘要: 8031單片機(jī)以其可靠性高,、體積小、價(jià)格低,、功能全等優(yōu)點(diǎn),,廣泛地應(yīng)用于各種智能儀器中,這些智能儀器的操作在進(jìn)行儀器校核以及測量過程的控制中,,達(dá)到了自動(dòng)化,,傳統(tǒng)儀器面板上的開關(guān)和旋鈕被鍵盤所代替,測試人員在測量時(shí)只需按需要的鍵,,省掉很多煩瑣的人工調(diào)節(jié),,智能儀器通常能自動(dòng)選擇量程,自動(dòng)校準(zhǔn),。有的還能自動(dòng)調(diào)整測試點(diǎn),,這樣不僅方便了操作,又提高了測試精度,。
關(guān)鍵詞: 電源管理 電能表 功率 BDJ-3A
Abstract:
Key words :

8031單片機(jī)以其可靠性高,、體積小、價(jià)格低,、功能全等優(yōu)點(diǎn),,廣泛地應(yīng)用于各種智能儀器中,這些智能儀器的操作在進(jìn)行儀器校核以及測量過程的控制中,,達(dá)到了自動(dòng)化,,傳統(tǒng)儀器面板上的開關(guān)和旋鈕被鍵盤所代替,測試人員在測量時(shí)只需按需要的鍵,,省掉很多煩瑣的人工調(diào)節(jié),,智能儀器通常能自動(dòng)選擇量程,自動(dòng)校準(zhǔn),。有的還能自動(dòng)調(diào)整測試點(diǎn),,這樣不僅方便了操作,又提高了測試精度,。

    BDJ-3A" title="BDJ-3A">BDJ-3A三相標(biāo)準(zhǔn)功率" title="功率">功率電能表" title="電能表">電能表就是一種為了滿足高精度功率,電能測量而設(shè)計(jì)的新型智能化儀表,,儀表由功率——頻率轉(zhuǎn)換部分和專用微型計(jì)算機(jī)部分組成,,功率——頻率轉(zhuǎn)換部分采用了電流自平衡原理的時(shí)分割乘法器和電流頻率變換器。具有精度高,,線范圍寬,,功率因素特性好,滿度和零點(diǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),,計(jì)算機(jī)部分由8031單片機(jī)等芯片組成,,由它控制儀表數(shù)字部分的工作,進(jìn)行誤差運(yùn)算,,計(jì)數(shù)顯示和實(shí)現(xiàn)智能化功能,、儀表結(jié)構(gòu)合理、集成度高,、穩(wěn)定可靠,,外表親輕巧美觀,即適合于實(shí)驗(yàn)室使用,,又可攜帶現(xiàn)場檢測和校驗(yàn),。

二、技 術(shù) 指 標(biāo)

1.電壓量程Un          3*100V(可擴(kuò)展200V/400V)
2.電流量程In           3*5(可擴(kuò)展0.2/1A/10A/20A)
3.測量頻率范圍        45—65HZ
  頻率變化影響        45—65HZ范圍內(nèi)<0.05%
4.輸入電壓范圍        0.9—1.1Un
電壓變化影響       0.9—1.1Un范圍內(nèi)<0.05%
5.輸入電流范圍        0.05—1.1In
  輸入阻抗:Ri
Un/Ri,、100V/50KΩ,、200V/100 KΩ、400V/200 KΩ
In/Ri,、1A/0.2Ω,、5A/0.1Ω、10A/0.05Ω,、20A/0.025Ω
6.三相額定功率下的輸入脈沖頻率(5V矩形波)
    FH=30KZ     FL=3HZ
7.溫度影響:10—30℃范圍內(nèi)<0.05%℃
標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境:溫度20±2℃,,相對濕度不大于80%
8.工作電源:220V±10%,50HZ
9.外觀:體積400*280*99mm∧3,、重量約8KG

10.基本誤差:

三.工 作 原 理

在BDJ-3A中,,8031與2764程序塊合用擴(kuò)展為8K程序存儲系統(tǒng),其線路圖如下:

    因8031芯片內(nèi)沒有程序存儲器,因此它在應(yīng)用中與程序塊2764連用,。8031P0口外接一個(gè)地址鎖存器 ,,8031訪問外部程序存儲器時(shí),低8位地址由P0輸出,,并由ALE信號(-П-)鎖存到地址鎖存器中,,地址鎖存器輸出地址信息AB 0∽7 接到2764的地址線A0∽A7上,P2口輸出地址信息高8位,,P2.0∽4輸A21∽25,,接到2764的A22∽25,P24∽27,,AB12∽15接址直譯碼器,,譯出選擇線0∽N分別連續(xù)接到2764的CE(0)、 CE(N)8031的外部程序存儲器 ,;選通信號線PSEN接2764(0)2764(N)的數(shù)據(jù)允許輸出端OF,。8031的P0連接到 址鎖存器的輸入端和2764的數(shù)據(jù)線D0D7上,8031通過十六位的地址線能對外部64K字節(jié)程序存儲器 和64K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器尋址,,因?yàn)槌绦虼鎯ζ鱁PROM用8031的PSEN信號選通,,而數(shù)據(jù)存儲器RAM用8031的讀信號RD和寫信號WR選通的,在CPU取指令周期,,P2口和P0口輸出的是程序計(jì)數(shù)器PC的值,,8031的外部程序選通信號PSEN,在ALE返回電平后發(fā)生負(fù)跳變,,選通外部程序存儲器,,由地址線AB015確定外部EPROM中指令字節(jié)傳送到P0口供CPU讀取,讀寫信號線WR,、RO始終為高電平,,即RAM數(shù)據(jù)存儲器不會被 選通,而在8031訪問外部RAM數(shù)據(jù)存儲器的周期內(nèi),,認(rèn)得(或WR)發(fā)生負(fù)跳變,,程序選通信號,PSEN始終為高電平,,CPU只和外部RAM傳送數(shù)據(jù),,EPROM沒有被選通。

    由下圖可看出,,輸入的電壓,,電流經(jīng)過有源補(bǔ)償?shù)碾妷夯ジ衅鳌㈦娏骰ジ衅骱筮M(jìn)入分割乘法器,,相乘后得到了與輸入功率成正比的電流信號(儀表有相同的三套功率電源變換電路),,送入電流—頻率變換器轉(zhuǎn)換成與輸入功率成正比的脈沖信號,,變換輸出的頻率在三相額定輸入時(shí)可達(dá)30KHZ,因此作功率測量時(shí)有足夠高的分辯率,,作功率和電能測量時(shí),,將信號送至微機(jī)部分,由計(jì)算機(jī)精確地計(jì)數(shù)和運(yùn)算,,求出結(jié)果后,,送數(shù)碼顯示,在作電度表校驗(yàn)時(shí),,計(jì)算機(jī)除接收功率脈沖外,,還接收來自光電頭電路的轉(zhuǎn)數(shù)信號,當(dāng)被校表轉(zhuǎn)夠額定圈數(shù)時(shí),,根據(jù)累計(jì)電能和預(yù)置的參數(shù),,計(jì)算相對誤差并數(shù)碼管顯示,同時(shí)立即開始下一次校驗(yàn),,因此在電度表校驗(yàn)時(shí),數(shù)碼管不斷地顯示每次校驗(yàn)的相對誤差 ,,可根據(jù)所顯示的誤差值連續(xù)調(diào)整被校表,,直至誤差小于規(guī)定值為止。

BDJ—3A的工作原理方框圖如下:

四.主要功能與特點(diǎn)

主要功能:

1. 適用于單相,、三先相三線,、三相四線電路作有功,無功功率,,電能的測試,,測量時(shí)可同時(shí)顯示1秒和10秒采樣的結(jié)果,額定輸入3300W時(shí),,可分辨到0.1W和0.01W,,具有高分辨能力,全部量程均可直讀,。

2. 6位數(shù)碼管顯示累計(jì)電能值,,單位瓦。時(shí),,小數(shù)點(diǎn)可任意移動(dòng),,并可同時(shí)顯示功率,連續(xù)顯示被校表相對誤差,,誤差顯示范圍為+9.99-9.99%,,同時(shí)顯示功率。

3. 用于電度表校驗(yàn)時(shí),,有光電頭和手動(dòng)開關(guān)兩種控制方法,,可同時(shí)校驗(yàn)三塊電度表,。

4. 輸出高,低頻功率變換脈沖,,可外接檢驗(yàn)和自校用,。

5. 可擴(kuò)充打印機(jī)接口,外接打印測試結(jié)果,,可擴(kuò)充串行口組成自檢系統(tǒng),,也可擴(kuò)充三路模擬電壓輸出,外接數(shù)字電壓表分相顯示功率,。

它的特點(diǎn):

1. 三個(gè)常用的電流量程和電壓量程,,可以省去外接互感器,三個(gè)獨(dú)立的功率轉(zhuǎn)換單元,,相互無影響,,可以用單相或三相校準(zhǔn)。

2. 智能化設(shè)計(jì),,具有記憶和計(jì)算功能,,全部參數(shù)預(yù)置通過鍵盤進(jìn)行。

3. 對單相負(fù)載,,三相平衡量負(fù)載有相同的測試精度,。

4. 預(yù)熱時(shí)間短,無須調(diào)零和滿度,,線性范圍寬,,性能穩(wěn)定,地低功耗,,防震,。

5. 能正確測量諧波功率。(總功率和總電能)

     利用BDJ—3A表測功率,、電能,,操作方便,方法簡單,,易組成自動(dòng)測試系統(tǒng),,但還需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與發(fā)展。

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