电网电压电流采集~求帮助

登录 · 发表于 2015-2-11 20:11

开始做一个项目，对电网的2路三相电压、电流有效值采集。
电压电流采样用的是互感器，然后进运放跟随器、直流偏置，进单片机。
采样电路中是否需要对电网交流的频率检测？电网50HZ的交流会否有较大偏差。
如果不加过零检测，直接对50HZ的波形进行采样，这个误差会很大吗？

请教各位朋友交流采样还有什么误差比较小的方法？交流有效值计算采64个点进行均方根。现在的方法感觉误差好像挺大的，不知道见的问题还是采样电路的问题。而且每个板子的误差值都不一样，没办法量产。单片机里面是一个10位的AD。
计量芯片和一些真有效值芯片有没有用的朋友，因为有2路三相电压电流，我是否可以用模拟开关直接切换进电量计量的片子，然后用SPI给单片机。
或者有没有直接可以接2路三相电压电流的片子？电表的采样是电阻分压然后采样吗？测量的值好像很准确。

小弟在此先谢过~~~:loveliness:

发表于 2015-2-11 23:05

做过的项目使用片内12位AD，过零检测计算频率并触发一个交流周期的采样，每周期采样128个点，准确度还算可以

发表于 2015-2-12 08:43

想做好并且精确的话可以用专用的计量芯片，好像是ATT7022C，三相的，很多智能电表的厂家就是用这个计量芯片；电压可以直接用电阻分压的，电流接互感器或者锰铜片都可以的；你这个测试要求精度不高的话可以直接采用AD采样的，就采集电压电流问题不大的；没达到你预期的效果可能是你方法有问题的。

发表于 2015-2-12 10:26

如果需要高精度的话，可以参考电表设计。

发表于 2015-2-12 11:01

光脚板发表于 2015-2-11 23:05
做过的项目使用片内12位AD，过零检测计算频率并触发一个交流周期的采样，每周期采样128个点，准确度还算可 ...

过零检测主要是想知道一个周期的频率吧、电网的频率50HZ±0.5HZ，如果说不做过零检测的话，就按照50HZ的频率计算，累计误差会很大吗？还有，128个点的有效值算法怎么算？您也是加直流偏置的方法吗？误差有多大？
因为现在有电压电流共12路的采样，都做过零的话现在板子的体积会越来越大，客户有尺寸要求。

发表于 2015-2-12 11:35

huaizhi1985 发表于 2015-2-12 08:43
想做好并且精确的话可以用专用的计量芯片，好像是ATT7022C，三相的，很多智能电表的厂家就是用这个计量芯片 ...

不做过零检测的话这个误差会累计很大吗？
如果精度要求不是很高的话，可不可以不用做过零？

发表于 2015-2-12 19:26

用多个计量芯片

发表于 2015-2-13 08:55

xiaohuan301 发表于 2015-2-12 11:35
不做过零检测的话这个误差会累计很大吗？
如果精度要求不是很高的话，可不可以不用做过零？
...

可以不用做过零的。

发表于 2015-2-13 09:13

请教大侠，采样到的点应该如何计算有效值呢？

发表于 2015-2-13 09:27

电网50Hz是很准的，可以认为就是50Hz，多采样点，一个周期采128点来算，应该精度还可以的。当然了，你要每个通道都是要校准的，不校准你用计量芯片做一样有差别啊。

发表于 2015-2-13 09:42

先谢谢您。
我查了下电网的供电规范，误差在±0.5HZ。采样128个点，计算均方根吗？
先对128个点分别平方，相加，除以128 开根号？

还有，校准的话是通过精密仪表对每以路进行校准，如果需要量产的话，每个板子的值都会有不一样的误差/难道要对每个板子都校准吗？
请教大侠~~~小弟先谢过了。

发表于 2015-2-13 09:43

ccSmartmeter 发表于 2015-2-13 09:27
电网50Hz是很准的，可以认为就是50Hz，多采样点，一个周期采128点来算，应该精度还可以的。当然了，你要每 ...

先谢谢您。
我查了下电网的供电规范，误差在±0.5HZ。采样128个点，计算均方根吗？
先对128个点分别平方，相加，除以128 开根号？

还有，校准的话是通过精密仪表对每以路进行校准，如果需要量产的话，每个板子的值都会有不一样的误差/难道要对每个板子都校准吗？
请教大侠~~~小弟先谢过了。

发表于 2015-2-13 16:05

实际电网我测试过，一般不到0.05Hz的误差，当然要对每一个板子进行校正了，要用标准源来校正。

发表于 2015-2-14 17:32

过零不是必须，连续全采样就是。关于频率问题，电网的频率很稳定，需要知道频率精度完全可以根据采样结果计算得出，无需专门的测频电路。电网电压、电流采集的产品很多，楼主更应关注的是工业电能表和负荷监控设备的有关信息，这个比一般的家用、商用电能表的设计更齐全，都是AD之后软件分析，没有用电能表计量芯片的。

发表于 2015-2-14 20:19

用4052+7758或5463或AT7022，RN8302都可以，500MS切换一次，非常准确，完全可以做到0.5级，多级校正可以做到0.5S。

发表于 2015-2-14 20:21

chunyang 发表于 2015-2-14 17:32
过零不是必须，连续全采样就是。关于频率问题，电网的频率很稳定，需要知道频率精度完全可以根据采样结果计 ...

没有好的MCU，没有好的信号调理电路，很难成本上比得过用计量芯片的，高档的表计才用AD+DSP做的，还要用同步AD。

发表于 2015-2-14 20:26

电路是有问题的，正半周的信号无法输出，因为用单电源IC。必须要加偏置。建议用计量IC，简单多了，可以做到差分输入，用AD做，速度上慢，加偏置，又要扣偏置，信号动态会被压缩。

发表于 2015-2-14 20:28

zyj9490 发表于 2015-2-14 20:26
电路是有问题的，正半周的信号无法输出，因为用单电源IC。必须要加偏置。建议用计量IC，简单多了，可以做到 ...

现在的计量IC，都是按真有效值计算的，也就是说平方和很根号，这个不用考量。

发表于 2015-2-15 00:07

zyj9490 发表于 2015-2-14 20:21
没有好的MCU，没有好的信号调理电路，很难成本上比得过用计量芯片的，高档的表计才用AD+DSP做的，还要用 ...

呵呵，大量这方面的产品就是用16位MCU做的，20年前，俺就用80C198做过，现在ARM这么便宜……
成本问题根本不是要跟计量芯片比，都说了，不是家用的。计量芯片满足不了工业用，倒不是说工业要求的精度有多高，而是关注的目标不同，计量芯片的功能无法满足。

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