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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現(xiàn)場校驗的不同需求。

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,它對采樣信號進行高速運算、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)果進行后期處理,實現(xiàn)人機對話、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)以適應不同環(huán)境。

二、ARM和CP2102技術原理

*處理器ARM是該儀器的核心部件,采用三星公司設計開發(fā)的基于精簡指令集的ARM9核的S3C2410,該器件為低價格、低功耗、高性能小型微控制器,適合應用到各種便攜設備,能夠降低整個系統(tǒng)成本。它具有豐富的內(nèi)部設備,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個串行口,SD存儲卡讀取口,2個USB接口(1個USB主機接口和1個USB設備接口),5個脈寬調(diào)制定時器,看門狗定器,117個通用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用程序,同時現(xiàn)場校驗的數(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程bootloader、操作系統(tǒng)內(nèi)核鏡像和應用程序代碼等,系統(tǒng)上電或者復位后從FLASH中運行 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CP2102,其程序、數(shù)據(jù)和外設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算處理的,同時,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、功能實現(xiàn)

儀器的設計指標為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計要求。由于ARM的高性能,結(jié)合電能表現(xiàn)場校驗的各種情況,儀器提供了豐富的擴展功能,主要有以下幾個方面。

1.儀器可以從上位機接收待校表信息,包括相線、常數(shù)、類型、互感器倍率、編號、變壓器容量等,校表時只用輸入編號即可調(diào)入全部信息進行校驗。校驗結(jié)果存儲時也可以包含以上信息并且具有校驗時間、誤差、測量時的電測量信息?？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顯示有功、無功誤差。

3.能進行走字試驗,可進行電能累計,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(錯誤或正確的接線),直接計算錯誤接線情況下的更正系數(shù),可及時追補損失的電量。

5.能夠測試計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,還可以校驗基波表。

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

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