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基于ARM的交流电压变送器的设计 基于ARM的交流电压变送器的设计

格式:word 上传:2022-06-25 14:56:22

《基于ARM的交流电压变送器的设计》修改意见稿

1、“.....设计了个电压变送器,并利用转换电路将电压转化成电流。在文中介绍了如何通过仿真软件对整个系统进行仿真实验测试的可行性方案。测试结果精确,达到了预期要求。电压变送器可以广泛应用在电力工业等部门的电器设备上,进行电压监控。随着科学技术的发展,其设计与应用也会更智能化更广泛。本设计还存在以下不足,有待将来进步优化。由节测得的数据及相关计算可以看出,所设计的变送器误差很小。其中有很大部分原因是由于没有根据电路图搭建实际电路进行测试,而是利用仿真软件对电路进行仿真测试,测试结果体现了软件仿真的精确性以及电路理论设计的可行性。但是由于实际元器件在具体参数上与理论的差异,以及在实际电路的搭建和测量中会有很多不可知性,实际测量的到得结果也会有偏差,实际效果得不到体现。另外,采取实际搭建电路测试,不仅可以锻炼动手能力还可以对各种元器件的性能有个更感性的认识。对于电压显示电路,本设计采用的是在上搭建控制平台,结合对电压进行数模转化,已达到电压输出的目的......”

2、“.....进行模拟信号处理以及对整个系统的控制。采取控制器,在以后还可以对电路进行优化,更利于人机操作和对电压的监控。对于转化电路,还可以采取软件编程的方式,外加模数转换器,输出相应的模拟电流量。这种方法电路设计相对简单,准确度高,经济性更强,通过软件编程也较易实现。致谢本论文是在张志俊老师的悉心指导和亲切的关怀下完成的。很庆幸,当初在论文择题时选择了张志俊老师作为我的论文指导老师。在做毕业设计期间,张老师始终都给于我详细的指导和不懈的支持。虽然和张老师接触的时间不是太长,但他严谨的治学态度对工作对同学的认真负责以及他和蔼可亲的面容,确给我留下了极深的印象。我也借此机会向张老师表达我最衷心的谢意张老师,您辛苦了,感谢所有指导过我的老师,没有你们点滴的栽培,也不会有我今天所学到的知识。感谢我的舍友马骁程圆建张宝哲,感谢你们四年来陪我起走过。感谢我的好友陈博,你在生活上给我带来了莫大的乐趣与安慰。感谢好友谭俊奇......”

3、“.....对我产生了巨大的影响。感谢我的母亲,您是最伟大的人。从把我带到这个世上开始,您就以最深沉的爱哺育着我,让我茁壮的成长。谁言寸草心,报得三春晖。我也会开出最灿烂的花朵,结出最鲜美的果实,来报答您的哺育之恩,感谢所有帮助和关爱过我的人们,参考文献余志宏,邢志伟基于单片机的经济型高精度变送器设计微型计算机变送器电压变送器孙红波等与嵌入式技术北京电子工业出版社梁清华,王俊生,刘春玲等高精度工频交流真有效值电流电压变送器电测与仪表,于永,戴佳,常江单片机语言常用模块与综合系统设计实例精讲北京电子工业出版社,周润景,袁伟亭,景晓松在系统中的应用百例北京电子工业出版社,彭为等单片机典型系统设计实例精讲北京电子工业出版社,林金钳器件在信息设备防护中的应用电子元器件应用王文辉,刘淑英,蔡胜乐电路与电子学第三版北京电子工业出版社,陈国庆,方康玲,刘宇种精密有缘绝对值电路的改进与应用武汉科技大学学报德州仪器电流变送器的工业控制应用世界电子元器件童诗白......”

4、“.....钟达基于数码管的单片机显示电路实验平台开发办公自动化李秋生刘小燕基于的数字电压表的设计微计算机信息郭仕剑,邱志模等入门与实战北京电子工业出版社,曹蓉解线性最小二乘问题的正交化方法及应用太原师范学院学报附录附录程序清单调用单片机库函数调用延时函数用设置位的缓位选择控制引脚位选择控制引脚位选择控制引脚位选择控制引脚引脚定时器初始化设置中断为定时器,工作在方式将计数初值高位放入寄存器将计数初值低位放入寄存器开中断延时子程序显示程序显示百分位避免闪烁关闭下,否则显示不全显示十分位显示个位显示十位为高为低,下降沿有效,地址进入锁存器开始转换判断转化是否结束允许输出结果读取输出结果计算输出电压值十位个位十分位百分位定时器中断每电平变换次附录电路图......”

5、“.....外形也与普通二极管无异,当其两端经受瞬间的高能量冲击时,它能以极高的速度最高秒使其阻抗骤然降低,同时吸收个大电流,将其两端间的电压锁定在个预定的数值上,从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。双向自恢复管可以在正反两个方向吸收大脉冲功率,并把电压限定在预定水平,般用于交流电路,单相自恢复管般用于直流电路。本设计中,为了防止电压瞬间增高,设定最大击穿电压为。根据上述条件选取的自恢复管的型号为,峰值功率为。当电网电压超过时,它就可以有效抑制电网带来的过载脉冲,从而起到保护负载中所有元器件的作用。精密整流电路设计常用整流电路要想完成交流到直流的转换,整流电路的设计是关键。整流电路的目的就是将交流电压转变成脉动的直流电压。它的种类很多,按不同的整流方式......”

6、“.....这些整流电路的原理大同小异,它们大多都利用了二极管的单向导电性。半导体二极管由个结及它所在的半导体再加上电极引线和管壳构成。它的伏安特性曲线如图所示。在曲线段,它正向电流非常小,只有当正向电压超过数值时,才会有明显电流,这个电压值称为开启电压段,电流迅速增大,二极管上的正向压降变化却很小段,二极管加反向电压,反向电流很小,可以认为电路处于截止状态段,当二极管反向电压大于数值时,电流急剧增大,二极管被反向击穿。利用二极管的以上特性,可以设计相应电路,进行整流。般二极管电路的整流电路如图所示。由于二极管存在开启电压,且开启后会有正向压降。电路中,输出电压。图二极管伏安特性曲线当输入电压较大时,电路可以很好的对输入电压进行整流当时,运放输出小于,运放输出大于,二极管截止导通。这时电路等效成两个电阻串联,再与由运放构成的电压跟随器并联,则。当时,运放输出大于,运放输出小于,二极管导通截止......”

7、“.....取,则。由上,。因此精密整流电路也称为绝对值电路。当输入有效值为,频率为的正弦波信号时,将输出相对应的整流波形,其波形图图如图所示。精密整流电路克服很好的二极管在信号非常小时的非线性和正向导通压降。图输入输出波形滤波电路设计经整流后的电压还不能直接作为直流电压使用,还需要对其进行滤波。滤波电路就是将脉动的直流电压转化成平滑的直流电压的过程。般采用电容与负载并联,或者电感与负载串联来构成。在此,我们采用电容滤波电路进行电压滤波。其基本电路图如图所示。整流图滤波电路电容器具有通交流,阻直流的特点,它是个储能元件,随着电压的变化,其储存和释放的能量也在不断变化。对于图,其输出波形图如图所示,它的工作原理大致如下时刻,上升,大于电容上的电压,对电容充电,此时时刻,下降,小于电容上的电压。二极管两端电压为负,截止。电容通过放电,按指数规律下降,时间常数,。图滤波电路波形图输出电压的平均值,即输出直流电压通常为......”

8、“.....越大,电容器放电时间越慢,输出电压平均值也就越大。般取。这时经滤波后的电压已经变得很平滑,但是还是有明显的脉动信号,特别是当很小时。为了进步得到平整的直流电压,可以考虑采用多级滤波的方法,即在电路后再加级或多级电容滤波电路。本设计采用的型滤波电路图如图所示。图型滤波电路图这样脉动电压经过多级滤波之后,就已经转化成了非常平滑的直流电压。此外,由于整流电路本身输出电阻过小,且下级转化电路和数模转化电路输入电阻大。输出电阻越小,输入端得到的电压也越小,信号源电压衰减的也越大输入电阻越大,输出电压越不稳定。整流电路带负载能力因此也降低,输出的直流电压无法带动后面的电路。所以还需要在整流滤波电路后设计个同向比例电路,以提高电路带负载能力。设计合适的同向比例电路可以使整个电路输入高阻态,输出低阻态,使电路对于前级电路呈现高阻状态,相当于开路对于后级电路呈现低阻状态,相当于恒压源。前后级电路不会相互影响。有效地起到了隔离提高负载能力的作用......”

9、“.....这是电压串联负反馈电路。图同向比例电路图中,由于,所以有,所以上式表明输出电压与输入电压相位相同,大小成定比例关系。当趋向于或趋向于无穷大时,输出电压与输入电压近似相等。同时电路带负载的能力也得到了提高。转化电路设计电流是标准电信号之。在工业电力现场,用个仪表完成信号的处理并采用电压进行长线传输,传输线会受到噪声的干扰传输线上的电阻会产生定的压降。采用电流信号进行传输就可以很好的解决以上问题。转化电路就是要将电压信号转化成电流信号。将电压转化成电流,需要由两部分电路完成。是利用加法电路完成电压的提升,二是利用电压电流转化电路完成压流转化。加法电路加法电路如图所示,完成两个电压的加法运算。图加法器电路图中节点的电流方程为所以同向输入电位其中。将式代入式,得式中。若......”

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