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[求助] 电流互感器信号用单片机怎样处理

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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-12-25 21:53:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
电流互感器检测市电50Hz,信号是交流信号,单片机怎样处理交流信号?
硬件电路上直接串个电阻就行?采集信号是采几个点就行吗?
望各位路过赐教!!
此帖出自模拟电子论坛


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maychang

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发表于 2018-12-26 07:15:03 | 显示全部楼层
一般单片机不能处理有正有负的交流信号。如果需要单片机处理有正有负的交流信号,要么信号加上偏置,使其任一瞬间均不为负,要么经过整流使交流为负半周变成为正。

点评

哦哦哦,负半周这块加个二极管?半波整流,但是信号比较小,会不会一部分信号不能使二极管导通?单片机采集信号就得是200Hz是吗?  详情 回复 发表于 2018-12-26 08:01


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2018-12-26 08:01:48 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2018-12-26 07:15
一般单片机不能处理有正有负的交流信号。如果需要单片机处理有正有负的交流信号,要么信号加上偏置,使其任 ...

哦哦哦,负半周这块加个二极管?半波整流,但是信号比较小,会不会一部分信号不能使二极管导通?单片机采集信号就得是200Hz是吗?

点评

是否可以加个二极管,要看你的单片机处理交流信号的目的。 如果是要测量交流电流有效值(或者平均值、峰值),则因电流互感器副边要求负载电阻尽量小,不允许过大的电阻(电阻过大会使副边电流与原边电流不成正比),所  详情 回复 发表于 2018-12-26 08:17


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maychang

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发表于 2018-12-26 08:17:24 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-26 08:01
哦哦哦,负半周这块加个二极管?半波整流,但是信号比较小,会不会一部分信号不能使二极管导通?单片机采 ...

是否可以加个二极管,要看你的单片机处理交流信号的目的。
如果是要测量交流电流有效值(或者平均值、峰值),则因电流互感器副边要求负载电阻尽量小,不允许过大的电阻(电阻过大会使副边电流与原边电流不成正比),所以简单地加个二极管是不行的。
可以考虑电流互感器副边信号放大后再使用精密整流。
如果是要检测交流信号的有无,则可以简单地使用一支二极管。

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经过放大后进行精密整流,然后就是直流了,就可以直接用单片机AD采集了。  详情 回复 发表于 2018-12-26 08:47


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2018-12-26 08:47:34 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2018-12-26 08:17
是否可以加个二极管,要看你的单片机处理交流信号的目的。
如果是要测量交流电流有效值(或者平均值、峰 ...

经过放大后进行精密整流,然后就是直流了,就可以直接用单片机AD采集了。

点评

经过放大后进行精密整流,还不是直流,而是单向的一个一个“馒头”状波形,或者一个一个副半周“折叠”到横轴之上的波形。如果单片机AD转换速度够快,可以对其高速取样,测量其有效值等。  详情 回复 发表于 2018-12-26 09:03


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maychang

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发表于 2018-12-26 09:03:31 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-26 08:47
经过放大后进行精密整流,然后就是直流了,就可以直接用单片机AD采集了。

经过放大后进行精密整流,还不是直流,而是单向的一个一个“馒头”状波形,或者一个一个副半周“折叠”到横轴之上的波形。如果单片机AD转换速度够快,可以对其高速取样,测量其有效值等。


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资源大师勋章

发表于 2018-12-26 09:49:44 | 显示全部楼层
你的目的是什么,测量交流电压?还是峰值电压?还是其它?不同的目的测量电路和单片机处理程序都是不同的

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测量交流的平均值。判定是否过载  详情 回复 发表于 2018-12-27 07:46


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发表于 2018-12-26 11:51:06 | 显示全部楼层
关键得看具体应用,如果是采集电流波形的具体数值,一般在前端电路用运放做电平平移,即做加法,使信号变为全正信号,并调整幅值区域到适当,然后送ADC。

点评

哦哦哦,了解了,谢谢。 还有个问题,就是交流信号处理是怎样处理,单片机怎样计算??没做过交流的,没有思路。。谢谢  详情 回复 发表于 2018-12-27 07:48
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


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 楼主| 发表于 2018-12-27 07:46:41 | 显示全部楼层
tiankai001 发表于 2018-12-26 09:49
你的目的是什么,测量交流电压?还是峰值电压?还是其它?不同的目的测量电路和单片机处理程序都是不同的

测量交流的平均值。判定是否过载

点评

判断是否过载无需多高的精度,ADC都不需要用,直接整流、滤波后用比较器判定都足够了。  详情 回复 发表于 2018-12-27 10:31


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2018-12-27 07:48:38 | 显示全部楼层
chunyang 发表于 2018-12-26 11:51
关键得看具体应用,如果是采集电流波形的具体数值,一般在前端电路用运放做电平平移,即做加法,使信号变为 ...

哦哦哦,了解了,谢谢。
还有个问题,就是交流信号处理是怎样处理,单片机怎样计算??没做过交流的,没有思路。。谢谢

点评

如果采用将交流信号加一个固定直流使信号平移到单片机AD可测范围的方法,软件将一个周期内每点采样值减去先前加上的直流分量,取绝对值,再除以采样点数即为平均值。 你所说的“平均值”,严格来说是“平均绝对值”  详情 回复 发表于 2018-12-27 08:47
测量平均值就比较容易了。如果用硬件处理,精密整流后滤波就是平均值,单片机只要处理滤波后所产生的直流信号即可。若不用硬件处理,单片机高速AD采样后软件求平均值也容易,一个周期内求和再除以采样点数求平均即可  详情 回复 发表于 2018-12-27 08:39


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maychang

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发表于 2018-12-27 08:39:47 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-27 07:48
哦哦哦,了解了,谢谢。
还有个问题,就是交流信号处理是怎样处理,单片机怎样计算??没做过交流的,没 ...

测量平均值就比较容易了。如果用硬件处理,精密整流后滤波就是平均值,单片机只要处理滤波后所产生的直流信号即可。若不用硬件处理,单片机高速AD采样后软件求平均值也容易,一个周期内求和再除以采样点数求平均即可。


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maychang

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发表于 2018-12-27 08:47:23 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-27 07:48
哦哦哦,了解了,谢谢。
还有个问题,就是交流信号处理是怎样处理,单片机怎样计算??没做过交流的,没 ...

如果采用将交流信号加一个固定直流使信号平移到单片机AD可测范围的方法,软件将一个周期内每点采样值减去先前加上的直流分量,取绝对值,再除以采样点数即为平均值。
你所说的“平均值”,严格来说是“平均绝对值”。交流正弦信号在一个周期内平均值是零(即没有直流分量)。通常说交流平均值,实际上是将交流信号为负的部分取绝对值,再平均。

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嗯嗯,谢谢你。我也在网上查了,采样,然后算均方根值  详情 回复 发表于 2018-12-27 12:14


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发表于 2018-12-27 10:31:34 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-27 07:46
测量交流的平均值。判定是否过载

判断是否过载无需多高的精度,ADC都不需要用,直接整流、滤波后用比较器判定都足够了。

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嗯嗯,因为要加上485通讯,所以就想用单片机把事情都做了。谢谢指点  详情 回复 发表于 2018-12-27 12:15
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


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 楼主| 发表于 2018-12-27 12:14:08 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2018-12-27 08:47
如果采用将交流信号加一个固定直流使信号平移到单片机AD可测范围的方法,软件将一个周期内每点采样值减去 ...

嗯嗯,谢谢你。我也在网上查了,采样,然后算均方根值

点评

算均方根值,和算平均值不一样。算平均值不必平方,算均方根值每次取样值减去直流偏置值后要平方,再计算平均,再开方。计算均方根值比计算平均值复杂一些。  详情 回复 发表于 2018-12-27 12:22


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 楼主| 发表于 2018-12-27 12:15:02 | 显示全部楼层
chunyang 发表于 2018-12-27 10:31
判断是否过载无需多高的精度,ADC都不需要用,直接整流、滤波后用比较器判定都足够了。

嗯嗯,因为要加上485通讯,所以就想用单片机把事情都做了。谢谢指点

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比较器输出接MCU,根据比较器输出即可获知是否有过载,然后通过485上传信息就是。使用ADC当然可以,同样判定门限就行,算法很简单。成本方面需要跟比较器法比较,哪个低用哪个。  详情 回复 发表于 2018-12-27 12:24


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发表于 2018-12-27 12:22:18 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-27 12:14
嗯嗯,谢谢你。我也在网上查了,采样,然后算均方根值

算均方根值,和算平均值不一样。算平均值不必平方,算均方根值每次取样值减去直流偏置值后要平方,再计算平均,再开方。计算均方根值比计算平均值复杂一些。

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今天和我说要用FFT算法。。。。我还是先学习一下算法吧。。。。  详情 回复 发表于 2018-12-27 20:45


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发表于 2018-12-27 12:24:03 | 显示全部楼层
527610bian 发表于 2018-12-27 12:15
嗯嗯,因为要加上485通讯,所以就想用单片机把事情都做了。谢谢指点

比较器输出接MCU,根据比较器输出即可获知是否有过载,然后通过485上传信息就是。使用ADC当然可以,同样判定门限就行,算法很简单。成本方面需要跟比较器法比较,哪个低用哪个。
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 楼主| 发表于 2018-12-27 20:45:12 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2018-12-27 12:22
算均方根值,和算平均值不一样。算平均值不必平方,算均方根值每次取样值减去直流偏置值后要平方,再计算 ...

今天和我说要用FFT算法。。。。我还是先学习一下算法吧。。。。


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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-1-9 12:36:25 | 显示全部楼层
不用学习 FFT算法,你可以去ADI官网,搜索一个专用的电流均方值芯片,然后直接读取数据即可。
或者按照上边网友建议高速AD抽样检测。
看你对这个精度要求高不高,我之前都是用ADE77XX系列,加上电流电压互感器作为电能检测的方案


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