直流采样:采用变送器进行的采样
变送器的作用:
Ø强信号(100V、5A)转化为弱信号(+5V、 + 1mA);
Ø交流信号转化为直流信号;
Ø从瞬时信号获得有效值;
Ø确保输出直流与输入测量量满足线性关系;实现输入输出隔离
直流采样存在问题:
Ø变送器输出不正常时影响遥测数据的准确性;
Ø遥测数据的实时性受变送器响应时间影响,不能及时反映故障瞬间情况;
Ø变送器维 护工作量大;
Ø变送器增加工程造价和占地。
交流采样:不经变送器,直接采集交流量并加以处理,计算各有效值-微机取代变送器
你测量的交流电不一定是标准的正弦波,因为电路的干扰有可能让波形发生变化或者有高次谐波。这样就需要fft来计算。adc只是采样信号的,单片机使用adc采样得到的数据进行fft运算,得到交流电基波的频率和幅度。
首先,这个交流信号得经过隔离(通常是220V以上的吧!)。
然后这个信号得进行极性变换,因为大部分的AD转换器只接受正的电压。
最后这个信号经过AD转换器或单片机自带的AD转换器进行AD转换。
以上是硬件方面的。
至于软件方面,通常要求交流电压采样,是要求检测其有效值,因此要根据要求来计算交流电压的真有效值,即按一定的时间间隔来采样并计算。这个说来有点长,这里很难说清楚。
adc采集不到交流信号原因:
1、电源纹波,电源纹波会导致地线抖动,从而影响adc内部的比较器,影响采集。
2、adc采集的基准,adc内部比较需要基准做对比,如果基准不够稳定,那么采集出来的数据抖动就会比较大。
需考虑的有几个问题:
首先,您是要采集这个信号的宏观参数(如有效值、平均值、峰值等)还是要采集它的瞬时值?
如果是采集瞬时值,那么要看它的频率是多少?
我们知道单片机的AD转换耗时通常少则几微秒多则上百微秒,只有少数几种高速器件可以达到亚微秒级。而对于交流电的瞬时值的采样,只有耗时远远短于其交流周期,才有意义。
还有,一般AD转换的量程是单方向的,如要测量有正有负的交流信号,需要加偏置。
例如,有效值为100mV的交流信号,其瞬时值范围是±1414mV。如果添加一个1280mV的偏置电压,使他的范围变成11386~14214mV。这样,就全是正的了。有一种AVR单片机的AD转换量程是0~2560mV,可以用来测量这个电压。然后,在软件处理时,统一减去1280mV即可。
还有一个问题,是精度要求。一般AD转换的分辨率,是量程的若干份之一,所以被测信号的幅度,要尽量充分利用量程,才可以使量化误差相对较小。
上面举的例子,0~2560mV量程只用了其中的11386~14214mV一小段,显然是不够好的。为此可以在前面再加一个放大器,把信号适当放大一定倍数,使其偏置以后,可以较充分利用量程。
如果目的是测宏观参数(如有效值、平均值、峰值等),那么,频率不高的话,可以如上测出瞬时值(采瞬时值的频度须远高于交流电的频率)后,用软件分析,求出这些参数。如果频率太高,那就只能用硬件电路产生出这些宏观参数后,再送给AD转换口。
综上所述,能否“直接接单片机的AD”,要看您的具体要求了。
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