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随着电力行业的高速发展,电能广泛应用的发展也异常迅速,电力资源也日益短缺。在这样的大背景下,电力电能的有效、合理和透明地应用,也日益得到人们的重视,现有的电能测量仪表不断地被新的、性能更可靠、功能更强大、携带更方便、量程更宽广、精度更高的测量仪表所取代。取代的方向主要是集中在可靠性、先进性、易用性、扩展性、和开放性这几个方面。基于这种情况,按照市场需求和郑州泰克公司提出的技术指标,与郑州泰克公司合作开发了一种在能快速实时在线测量有功功率/电能、无功功率/电能、视在功率/电能、电流有效值、电压有效值、电网频率、相位等数据的设备。为了达到快速的目的,采用宽量程的设计以适应在线电流的大变化范围,适应各个行业的使用,实现实时数据抄收,也可通过表上的按键进行设置和查询。此外,通过所配置的USB口,进行快速的智能化校准和抄收数据。还可以与其他的电能测量设备进行在线实时误差比较分析,求出误差百分比,实时显示相关数据,并具有密码保护功能。 本文主要工作有:根据已有的文献报道和市场现有产品以及由泰克公司提出的本应用的实际需求确定本设计的技术指标;针对指标做出合理的选型和设计;开发出各电路模块和总体实现;最后根据调试和试用的情况对设计进行了优化和改进。 本设计采用通道智能切换的方法,实现了仪表的宽量程测量,采用高精度专用DSP电能计量芯片来保证电能测量仪精度方面的要求,采用高速、稳定的MCU来实现系统的通讯、显示、键盘管理和控制功能,采用USB口来和上位机进行校准和抄表通讯,采用串口(RS-232)来进行数据外传,用看门狗来防止死机以实现在线仪表的可靠性。 本文对实时智能化宽量程电能测量仪表的优缺点进行了分析总结,本设计均达到预期设计目标,并通过调试。