摘 要
电力是人们日常生活和工业生产中的主要能源，在现代社会中起着越来越重要的作用。对电参数的测量包括对电网中交流电压、电流、功率、频率和相位等参数的测量，它在电力系统中起着非常重要的作用。传统的电参数测量仪实时性差、精度较低、硬件电路复杂、不易调试、可靠性低而成本高。本课题研究的对电参数测量的方法是基于32位ARM微处理器LPC2138和16位6通道同步采样AD转换芯片ADS8365为核心的先进芯片去实现的。对电网中最重要的电参数三相电压电流完成高速、高精度的同步采样，使仪器的电压电流的测量精度和实时性大为提高。同时仪器运用了软件智能同步采样测量策略、智能仪器的数字校准，这也是传统电参数测量无法比拟的，并且结合由液晶显示器和旋转式光电编码开关构成的人机交互界面，使电参数仪器的操作向智能化迈进，因而具有一定的先进性和较广的应用面。
关键词 ARM微处理器；交流电参数；数字校准；ADS8365；相位
目 录
摘要………………………………………………………………………………………………I
1 绪论…………………………………………………………………………………………1
2 总体设计方案………………………………………………………….………………….2
2.1 系统总体结构…………………………………………………….……………….……2
3 电参数采集测量系统模块……………………………………….…….………………3
3.1 ADS8365介绍………………………………………………………………………… 3
3.1.1 ADS8365的主要特性………………………………….….….……………….3
3.1.2 ADS8365前端调理电路………………………………………………………4
3.1.2 ADS8365的操作及软件编程…………………………………………………5
3.2 微处理器LPC2138介绍………………………………….……………………………6
3.2.1 LPC2138性能介绍………………………………….….………………………6
3.2.2 LPC2138定时计数器应用……………………………………………………7
3.2.3 LPC2138I2C中断应用…………………………………………………………8
3.2.4 关于中断嵌套的实现…………………………………………………………10
4 三相电压、电流以及功率的测量…………………………………………………….11
4.1 电压信号的前置处理…………………………………………………………………11
4.1.1 微型精密电压传感器介绍…………………………… …………………….11
4.1.2 电压采样电路原理…………………………………………………………….12
4.2 电流信号的前置处理……………………………………….…………………………12
4.3 功率测量原理介绍………………………………………….…………………………13
5 频率和相位的测量……………………………………….………………………………14
5.1 频率测量方法介绍………………………………………….…….…………………14
5.2 相位测量方法介绍……………………………………………………………………14
6 人机界面模块设计………………………………………………………………………16
6.1 液晶显示模块介绍……………………………………………………………………16
6.1.1 SED1335的特点和结构…………………………………………………………16
6.1.2 SED1335指令集…………………………………………………………………17
6.1.3 接口电路设计及编程原理……………….………………………………………18
6.2 界面操作模块介绍………………………….………………………………………19
6.2.1 I2C总线器件PCF8574介绍……………………………….………………19
6.2.2 旋转式光电编码开关功能介绍…………………………………………………20
6.2.3 编码开关软件实现………………………………………….…………………21
7 测量策略与误差分析………………………………………………………………………23
7.1 参数自寻优采样法的实现……………………………………………………………23
7.2 数字校准技术实现……………………………………………………………………23
7.3 交流采样误差分析…………………………………………………………………24
8 总结……………………………………………………………………………………………26
致谢………………………………………………………………………………………………27
参考文献…………………………………………………………………………………………28
附录1 实物图……………………………………………………………………………………30
附录2 参数测量系统C语言程序……………………………………………………………30
