4.2 芯片的校表
校表是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，芯片校表流程如圖7所示。所有的校正都是在校表寄存器參數(shù)為0的條件下進(jìn)行的。
以A相電壓、電流的校正為例說明芯片的校表過程。
(1)A相電壓的校正
電壓輸入為238 V，功率因數(shù)為1。在校正寄存器Ugain為0時(shí)，讀A相電壓有效值寄存器Vu的值，十六進(jìn)制為0x25d75c，十進(jìn)制為2 479 964。代入公式計(jì)算得到測(cè)量電壓有效值：Urms=Vu×210/223=Vu/213=2 479 964/8192=302.73。Ur為標(biāo)準(zhǔn)表讀出的實(shí)際輸入電壓有效值即238 V，校表時(shí)Ur用2倍標(biāo)準(zhǔn)表的電壓值計(jì)算，即Ur=2×238=476。Ugain為A相電壓的校正寄存器的值。當(dāng)Ugain=Ur/Urms-1=476/302.73-1=0.572 358 207>0時(shí)，則Ugain=INT(Ugain×223)=4 801 289=0x494309，最后把0x494309寫入A相電壓的校正寄存器，則完成A相電壓的校正。校表完成后，處理器讀出的值要縮小2倍才能得到最終的測(cè)量電壓有效值：Urms=Vu/213/2=Vu/214。
(2)A相電流的校正
電流輸入為4 A，功率因數(shù)為1，在校正寄存器Igain為0時(shí)，讀A相電流有效值寄存器Li的值。十六進(jìn)制為0x56d60，轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制為355 680。代入公式計(jì)算得到測(cè)量電流有效值：Irms=Ii×210/223=Ii/213=355 680/8 192=43.417 968 75。Ir為標(biāo)準(zhǔn)表讀出的實(shí)際輸入電流有效值即4 A。校表時(shí)Ir用24倍的電流輸入值代入計(jì)算，即Ir=4×24=64。Igain為A相電流的校正寄存器的值。當(dāng)Igain=Ir/Irms-1=64/43.417 968 75-1=0.474 044 084 57>0時(shí)，則Igain=INT(Igain×223)=3 976 570=0x3cad7a。最后把0x3cad7a寫入A相電流的校正寄存器，則完成A相電流的校正。校表完成后，處理器讀出的值要再縮小24倍，才能得到最終的測(cè)量值，即Irms=Ii/213/24=Ii/217。
其他參數(shù)的校正要根據(jù)ATT7022C的各個(gè)參數(shù)的校表公式來完成，這里不再贅述。校表完成后使用自耦調(diào)壓器調(diào)節(jié)負(fù)載兩端的電壓、電流，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)如表1、表2所列。
結(jié)語
通過基于ATT7022C和LPC2138的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件的編程、校表及PCB板的制作，最終完成了整個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)得到的測(cè)量數(shù)據(jù)誤差較小，在模塊測(cè)量誤差允許的范圍內(nèi)。模塊具有采集數(shù)據(jù)速度快、耗能低的特點(diǎn)，并能長期穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了模塊設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。該模塊可用于電力系統(tǒng)、礦井電網(wǎng)、抽油機(jī)等電參數(shù)的精確測(cè)量。
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