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HCW 222A硬件原理

硬件由模擬輸入通道、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換器、CP2102數(shù)字信號處理器、ARM及其外圍器件組成。輸入通道中,三相電壓直接接入,經(jīng)過精密電阻分壓取樣到A/D轉(zhuǎn)換器。電流采樣分為經(jīng)內(nèi)附精密互感器、鉗型互感器、500A鉗型互感器三種方式獲得以適應(yīng)現(xiàn)場校驗(yàn)的不同需求。

采集到的信號經(jīng)16位串行A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號變換為數(shù)字信號。由采樣保持器保證采樣的同步性,使每相電壓、電流同時(shí)采樣,zui后以串行方式輸入給數(shù)字信號處理CP2102。CP2102是數(shù)字信號處理器(Digital Singnal Processor)的簡稱,它對采樣信號進(jìn)行高速運(yùn)算、加工處理并將處理結(jié)果經(jīng)總線傳送給*處理器ARM。*處理器ARM對CP2102處理結(jié)果進(jìn)行后期處理,實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話、數(shù)據(jù)存儲、功能切換等功能。顯示器采用640×480分辨率的26k真彩色大屏幕,背景色可調(diào)以適應(yīng)不同環(huán)境。

二、ARM和CP2102技術(shù)原理

*處理器ARM是該儀器的核心部件,采用三星公司設(shè)計(jì)開發(fā)的基于精簡指令集的ARM9核的S3C2410,該器件為低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器,適合應(yīng)用到各種便攜設(shè)備,能夠降低整個(gè)系統(tǒng)成本。它具有豐富的內(nèi)部設(shè)備,其中主要包括:存儲器管理單元 MMU,16KB的指令緩沖器和16KB數(shù)據(jù)緩沖器,存儲器控制器(SDRAM控制器)、NAND Flash和NOR Flash控制器,LCD控制器(支持STN和TFT),4通道的外部DMA請求控制,3個(gè)串行口,SD存儲卡讀取口,2個(gè)USB接口(1個(gè)USB主機(jī)接口和1個(gè)USB設(shè)備接口),5個(gè)脈寬調(diào)制定時(shí)器,看門狗定器,117個(gè)通用I/O端口(其中24可用于中斷請求)。在本儀器中主要完成系統(tǒng)控制和通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換。ARM的外圍器件包括32M的8位FLASH存儲器K9F5608,它不僅保存著本儀器的應(yīng)用程序,同時(shí)現(xiàn)場校驗(yàn)的數(shù)據(jù)和抄表數(shù)據(jù)都可以存儲。 FLASH存儲器在系統(tǒng)中主要用于存放引導(dǎo)程bootloader、操作系統(tǒng)內(nèi)核鏡像和應(yīng)用程序代碼等,系統(tǒng)上電或者復(fù)位后從FLASH中運(yùn)行 bootloader,由bootloader初始化硬件并將操作系統(tǒng)拷貝到SDRAM中去執(zhí)行。

CP2102采用TI公司生產(chǎn)的第三代數(shù)字信號處理器TMS320VC33,該芯片是一種32bit的浮點(diǎn)CP2102,其程序、數(shù)據(jù)和外設(shè)地址都映射在同一存儲空間,并有豐富的尋址方式和較大的尋址空間,因此對外設(shè)的訪問非常靈活方便。CP2102以處理速度見長,它將處理信號的典型算法,如快速傅立葉變換(FFT)以硬件形式加以支持,提高了處理速度,特別適合要求運(yùn)算速度高的場合。在本儀器中,各種電測量如電壓、電流、功率、頻率、相位、功率因數(shù)、諧波等都是由它完成計(jì)算處理的,同時(shí),它還產(chǎn)生電能脈沖,包括有功電能的高頻脈沖、低頻脈沖和無功電能的高頻脈沖。

三、功能實(shí)現(xiàn)

儀器的設(shè)計(jì)指標(biāo)為0.05級,主要由采樣電路和A/D來保證,算法也有很大的影響。該儀器采用非同步采樣,采樣頻率與被測信號不同步,會帶來附加誤差,利用軟件方法可以修正殘余誤差。參3經(jīng)測試,基本電能誤差能夠滿足設(shè)計(jì)要求。由于ARM的高性能,結(jié)合電能表現(xiàn)場校驗(yàn)的各種情況,儀器提供了豐富的擴(kuò)展功能,主要有以下幾個(gè)方面。

1.儀器可以從上位機(jī)接收待校表信息,包括相線、常數(shù)、類型、互感器倍率、編號、變壓器容量等,校表時(shí)只用輸入編號即可調(diào)入全部信息進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)結(jié)果存儲時(shí)也可以包含以上信息并且具有校驗(yàn)時(shí)間、誤差、測量時(shí)的電測量信息?？梢允謩踊蛲ㄟ^485得到被校表的峰谷平電量信息,包括正反向有功和正反向無功。存儲數(shù)量1000塊。

2.大屏幕液晶可以在校驗(yàn)界面顯示三相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù),顯示電流檔位(基表、鉗表、500A鉗表)信息?？梢燥@示兩個(gè)誤差,如果是主表副表則顯示兩塊表的誤差,如果是多功能電能表則可以同時(shí)顯示有功、無功誤差。

3.能進(jìn)行走字試驗(yàn),可進(jìn)行電能累計(jì),檢查電能表字輪的工作狀態(tài)。

4.能顯示相量圖和相位值,具備查接線功能(錯(cuò)誤或正確的接線),直接計(jì)算錯(cuò)誤接線情況下的更正系數(shù),可及時(shí)追補(bǔ)損失的電量。

5.能夠測試計(jì)量裝置中低壓電流互感器CT的角差、比差、誤差。

6.具有諧波分析功能,顯示線路失真度、各次諧波含量、波形,還可以校驗(yàn)基波表。

7.正是采用了ARM技術(shù),才能使具有強(qiáng)大功能的電能表現(xiàn)場校驗(yàn)儀體積小、功耗(現(xiàn)場校驗(yàn)儀的重要指標(biāo))小、便于攜帶,它必將成為電能計(jì)量工作人員的有效設(shè)備。

離心風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動的流體機(jī)械。離心風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻;鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng);空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng);谷物的烘干和選送;風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。