单相交流参数测量仪设计

为了测量实验室中DC-AC逆变变频单相交流电参数,设计了基于MSP430F169单片机的单相交流参数测量仪.与采样、过零比较电路配合,利用单片机片内定时器测量频率和相位差;与采样、放大、精密整流和滤波电路配合,利用片内A/D转换器通过瞬时采样法测量电压、电流有效值并计算出视在功率、有功功率和无功功率.经原理样机验证可在LCM12864点阵显示器上显示出各参数测量值.     

红外动态尺寸检测仪的研究

本文介绍了红外动态尺寸检测仪的工作原理及主要电路,当被测工件通过测量仪的红外光束时,信号处理电路就能自动显示被测工件的尺寸,这样测量仪精度高,速度快,而且是非接触测量.     

一种基于FPGA的温度控制电路测量系统

为了有效快捷的测量温度控制电路的性能,设计了一种温度控制电路测量系统.该系统以FPGA为主处理器,NIOSⅡ内核作为系统控制单元,由自定义的FPGA功能模块和SOPC片上系统并辅以适当的软、硬件资源完成整个测量系统.设计实现了被测电路供电电压/电流监控电路、时间基准脉冲信号产生电路、温度基准电路等.利用NIOSⅡ技术开发的系统使外围硬件电路结构简单、性能更稳定可靠,并且可以灵活地实现定制应用.实验结果表明,该系统能够很好地完成温度控制电路的测量,测量系统的精度在±0.5℃内.     

二表法测量三相电路有功功率

依据二表法测量三相电路有功功率的原理,分析和讨论了在采用二表法测量三相三线制有功功率时,电路中各线电压和线电流之间的关系。围绕有功功率表的读数等于该功率表电压线圈所接电压的有效值、电流线圈所通过的电流的有效值以及电压与电流相位差余弦的乘积这一重要的概念,用实例说明在不同的接线情况下如何利用各电量的相量关系来确定所测的线电压、线电流之间的相位差角。方法简单、实用。     

基于虚拟仪器技术的轮荷测量仪电测系统开发

依据电阻应变测量原理,应用机电一体化技术,开发测量汽车轮荷的测量仪电测系统.该系统由数采硬件电路和上位机车辆轮荷测量系统软件组成.应变传感器测得的电压信号,先后经过调理电路、A/D转换电路和光电隔离电路,传输给MCU.通过串口通信协议,MCU与上位机轮荷测量系统间进行指令和数据的传输,数据经过存储和运算处理后,通过上位机系统面板把轮荷值传达给用户,并将结果储存到PC机中.采用砝码加载,在可倾斜卡具上对测量仪进行了实验标定.根据实验数据算得测量仪的非线性误差为±0.72%,重复性误差为±1.37%,迟滞性误差为±1.47%,灵敏度误差为±1.67%,最终得到综合误差为±2.71%,满足轮荷测量仪预期设计的测量精度和功能要求.     

光测高电压与分电平脉冲计数法

本文首先介绍了光测电压的原理及其常用的信号处理方法──小信号调制线性区法。在此基础上提出了一种在过调制状态实现光测电压信号检测的新方法──分电平脉冲计数法。文章给出了分电平脉冲计数法中被测电压的计算公式、参考电平的设置方法及对电路的要求。文章通过计算，证明该法可大幅度提高系统的信噪比及测量的动态范围，并展示了该法在测量方式上的灵活性。     

集成测温电路测试系统的研制

为了测量温度控制电路的温度测量特性及其逻辑功能特性,采用研华PCI板卡硬件测试平台及Labview软件设计平台,结合高精度铂金电阻温度传感器,研制了一种高精度温度测量系统.系统采用1/3B级精度PT100铂电阻及安捷伦34410A数字万用表构成基准温度测量电路,通过基准温度与被测产品温度值比较,从而判断被测产品性能的优劣.测试系统具有测温电路供电电压/电流监测、数据文件和试验曲线生成等功能,在-60℃～150℃温度范围内,测温误差≤±0.3℃.     

智能变电站二次相量测试方案探究

在常规变电站中可以通过专用相量表来测二次回路中电压、电流的正确性,而在智能变电站中二次回路网络化、采样信息数字化,如何测量相量并保证数据的可靠性与正确性?文章通过对手持式数字万用表的功能开发,制定了一套相量测试的方案,并对方案的可靠性与安全性进行了论证。     

一种矢量阻抗测量电路的原理与设计

针对常用频带和阻抗范围、低功耗场合的矢量阻抗测量应用,该文提出基于矢量伏安法和同步检波技术的自由轴法数字化矢量阻抗测量方法,采用直接数字频率合成芯片产生激励信号和用于检波的参考信号,通过测量被测对象上的电压与电流,以计算阻抗的实部和虚部,并给出了基于两端对网络模型的测量校准与软件补偿算法.介绍了该测量系统的结构方案,及以嵌入式CPU、DDS芯片、混频器、椭圆滤波器等为主的电路实现.该测量系统已获实际应用.     

一种导线高度激光测量仪的设计

针对一些被测目标难以直接测量高度的难题,提出了一种新型的导线高度测量系统的设计方案,建立了导线高度测量仪的数学模型.通过激光测距原理和三角余弦公式来实现测高的目的,完成了该仪器的软、硬件设计和实验.     

基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统

提出了一种基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统。利用频率信号间相位差周期性变化的规律,无需频率归一化便可完成相互间的线性相位比对。通过参差鉴相器获取相位差信息,经低通滤波及相关信号处理后得到参考源的压控信号,进而实现相位锁定并在锁定后提取被测信号的相位噪声信息送入频谱分析仪,从而实现了相位噪声的高精度测量。该系统可以用一个参考源完成任意频率信号的相位噪声测量,而且参考源的相位噪声低、频率稳定度高、压控范围宽。实验结果和分析表明了该系统设计的合理性和先进性,与传统相噪测量系统相比,具有测量精度高、电路结构简单和成本低的优点,具有广泛的应用和推广价值。     

热电阻测温仪

热电阻在工业生产中常用于中低温区测温,是温度测量中应用较为普遍的测温元件.通过对其测温原理的研究,设计了基于MSP430F169单片机的热电阻测温仪.本设计采用恒流源驱动三线制热电阻,配合信号平移、放大电路,利用片内A/D转换器,通过分时采样将热电阻对应的电压信号采集进来.经过一阶插值拟合运算程序处理后显示温度值并由D/A转换器输出电压信号,再经过V-1变换实现4～20 mA变送输出功能.     

高频感应加热电源相位跟踪系统

针对感应加热电源工作在高频状态时,存在相位跟踪困难、工作功率小和工作状态不稳定等问题,采用基于TMS320F2812的高频感应加热电源的相位跟踪方法,使负载等效阻抗时刻处于弱感性状态,解决了感应加热电源工作在高频状态所遇到的问题.设计了功率MOSFET的驱动电路、电压和电流相位信号的采集与处理电路,给出了TMS320F2812处理负载电压相位信号和电流相位信号的方法和产生移相PWM信号的方法,最后搭建实验平台进行了实验验证.实验结果表明,所设计的相位信号处理电路能够快速稳定地向TMS320F2812发送电压和电流的相位信号,且延迟小;TMS320F2812可以生成移相PWM信号,其移相范围大、工作稳定.     

基于局部测量信息的戴维南等值参数分析

利用戴维南等值简化的电力系统模型可快速分析负荷点的电压变化趋势,但存在基于局部测量信息的等值参数求取难点.考虑负荷母线电压相位的变化,基于局部可测信息,重新分析戴维南等值的方法.并以等值电势相量为相位参考轴,求取等值参数初值,符合戴维南等值的逻辑;且全面考虑负荷变化和负荷母线电压相量、等值参数变化的关系,进行戴维南等值...     

基于脉宽调制的程控恒流源设计

详细介绍了程控恒流源电路的设计,分析了电路原理．程控恒流源电路是由单片机片内定时器输出的脉宽调制信号来控制,并用该电压控制恒流源产生可控电流．通过单片机的键盘接口对输出电流进行设定,实现输出电流的连续调节及电流的动态测量．由MSP430单片机及其外围电路经过巧妙的设计构成,电路的性能十分理想．     

基于同步相量测量的高精度授时信号的研究

为了提高电力系统运行的稳定性,需要在高精度的时间基准上进行电压相量测量,介绍了电力系统同步相量测量,给出了采用GPS OEM板实现高精度授时信号及产生同步采样时钟的方法,讨论了以北斗卫星导航授时系统做同步相量测量授时信号的可行性.     

Frequency signal control based on the characteristic of the phase difference group

Based on thecontinuous character of the phase difference group between frequency signals of different nominal values, a method for direct digital phase lock between the different nominal value signals is proposed. The A/D converter is utilized to extract digital voltage value of the controlled frequency signal,whichreflects the phaseinformation. The switch point of the gate is generated by extracting the zero-crossing digital voltage value,then the frequency offset is obtained, on the basis of which the control voltage is obtained to control VCOCXO, and the frequency is locked. The experiment shows that the noise brought by the common complex circuit is reduced because of the simplified frequency transformation circuits, so that high precise locking is realized. The short term stability can reach the 10^-12/s order of magnitude,and the phase noise index is good.     

触点分离初速度与电弧能量关系的研究

继电器触点的电磨损量与分断电弧释放的能量直接相关,因此直流电弧的电弧能量对继电器触点的寿命和可靠性有重要影响.研究了触点分离初速度(动触点与静触点刚刚分离时刻的动触点速度)对电弧能量的影响.利用自行设计的实验模型,测量了阻性负载和感性负载条件下继电器常用触点的触点电压和电流曲线,分析了触点分离初速度对液态金属桥能量、金属相电弧能量、气体相电弧能量以及电弧总能量的影响,论证了在一定条件下提高触点分离初速度有利于电弧燃弧能量的减少.研究结果可以为继电器触簧系统设计提供参考和依据,并为继电器的总体优化设计奠定基础.     

用MSP430单片机实现的单相功率测量仪

本文主要介绍MSP430微功耗单片机与AD7755电能计量集成电路构成单相功率测量仪的原理和设计,给出了对应的电路原理图和功率算法.由于MSP430单片机和AD7755分别采用电池单独供电,使测量仪的电压适用范围达到20~250 V.