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一粒金砂(初级)

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有选电赛K题的吗/ [复制链接]

 
有没有什么思路啊
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恩恩 谢谢   详情 回复 发表于 2017-8-12 00:38
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本帖最后由 吓于侠义 于 2017-8-11 21:10 编辑

我提一点自己看法,可能有说错,所以仅供参考。
这个题目感觉是弱化的交流电参数测量仪,清单里面也有提到单相电参数测量仪。
电参数测量仪能够测量电压、电流、有功功率、功率因数、相位差(相位角与超前滞后),频率、无功功率,视在功率等等。
电参数测量仪的升级版本,叫做功率计,更高级的,叫做功率分析仪。有许多厂家做这种东西,国内致远做得很好,也有相应说明书。不过,我个人觉得日本横河的说明书比较好,附录部分的知识讲得详细,手册官网有下载。


回归正题,这是一个弱化的电参数测量仪,测量图如下图1所示。(要注意用电安全,可以的话,让电流表处于零线上)

图1 测量示意图
   
电压220V已经确定,而且频率只有50Hz。所以需要重点考虑的就是电流测量。
可以尝试用电能计量芯片去做,也可以用硬件搭。比如说用电流互感器,或者用采样电阻。
电流互感器是将大电流变成小电流的一种装置,这里最小电流可以测量到0.005A。
所以我偏向用采样电阻做。这个电阻阻值一定是毫欧级别的,最好采用开尔文四线检测的方式得到电压,将这个电压经过运算放大,偏置,滤波,输入AD,得到电压采样值。
最好设置几个档位切换放大倍数,0.005~10A可以分好几档了,不过题目中貌似没有精度要求。放大倍数,根据选用阻值而自行设计。


图2 开尔文连接  
电流经过采样电阻R得到的电压,不受线阻的影响


电压测量,220V,经过分压(分压阻抗要高,1M~2M),然后对分压得到的电压,放大,偏置,滤波,输入AD。
分压比与放大系数,自行设计,能够测量220V电压就好。

综上所述,我们就能够采样到电压、电流。如果可以的话,设计比较器,测量220V电压的频率,虽然我们知道市电频率是50Hz。

实际用电器,不可能是单纯的阻性,一般是感性负载或者容性负载,如图3所示。

图3 负载与相位角
图中所示,φ(读phi)就是相位角。

  接下来我告诉大家一堆公式,具体怎么推,邱关源的电路与高等数学上都有说。


如果有好的AD,能够同时采样并处理电压、电流采样信号,那么就能得到上述的值。准确地说,测出电压有效值、电流有效值、有功功率值就能得打其他值。
这是数字分析的办法,写程序会有一定难度,不过是可行的,我以前写过。

如果用硬件的办法,在处理电压、电流信号的时候,没有偏置的处理,直接将得到的电压值经过运算放大、滤波(滤波去噪声)、滤波(整流滤波成直流),接入AD测量。
至于有功功率,用一个乘法器,然后运算放大、滤波(滤波去噪声)、滤波(整流滤波成直流),接入AD测量。
这样不知道可不可行。
相位角的超前、滞后判断,用数字分析的办法,对基波进行傅里叶分析可以判断出来(正交法)。用硬件的话,比较器呀。

假设以上可行,能够测量到电压、电流、有功功率,相位角,功率因数。
每个负载的这些参数都是不一样,相当于各自的特征。叠加起来也是有一定规律的,甚至可以进行计算。用电器的类别和状态就能够进行判断。

最后,要注意安全,这是220V交流电,不要带电操作。

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广陵俊 发表于 2017-8-11 16:36
可识别电阻自制小电流电器 具体怎么实施 有没有大神可以解答下

(1)电器电流范围 0.005A – 10.0A
(2)可识别的电器工作状态总数不低于 7,电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5,同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器,并完成其学习过程。
(5)用电阻自制一件可识别的最小电流电器
所以,220/0.005=44000,所以是用电阻搭一个比这个值大的阻抗?
不知道我有没有理解错。
不过,我之前的回帖的确说错了一些东西,题目并没有说不能用电能计量芯片,而且测量电流不一定一定要用采样电阻的办法,电流互感器也可以尝试。
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谢谢大神
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啊里嘎哆
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可识别电阻自制小电流电器 具体怎么实施 有没有大神可以解答下
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(1)电器电流范围 0.005A – 10.0A (2)可识别的电器工作状态总数不低于 7,电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5,同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大  详情 回复 发表于 2017-8-11 21:03
 
 
 

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我不会用。电流互感器的规格很多,一般是把大电流转化成小电流测量。我觉得用来测0.005A有点难。我偏向用采样电阻的办法。  详情 回复 发表于 2017-8-11 21:52
 
 
 

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开尔文测量的那个图就是你说的串联电阻测的电流  详情 回复 发表于 2017-8-11 22:03
 
 
 

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