Thiết kế và chế tạo multimeter giao tiếp với máy tính đo đếm thông số điện một pha

Đo điện áp bằng các loại volmet

Người ta sử dụng các chỉ thị cơ điện để chế tạo các loại volmet đo điện áp như volmet từ điện, volmet điện từ, volmet điện động. Volmet từ điện: Volmet từ điện được cấu tạo từ cơ cấu chỉ thị từ điện, loại này thường dùng để đo các điện áp một chiều, có độ nhạy cao, cho phép dòng nhỏ đi qua, cũng có thể sử dụng kèm với bộ chỉnh lưu để đo điện áp trong mạch xoay chiều (trong trường hợp cần nâng cao độ chính xác hoặc nâng cao dải tần số của tín hiệu đo). Tuy nhiên giống như ampemet ta phải chú ý tới hệ số hình dáng của dòng hình sin.

Volmet điện từ: Volmet điện từ có cuộn dây bố trí ở phần tĩnh nên có thể quấn nhiều vòng dây để tạo nên điện trở lớn khá dễ dàng, tuy nhiên nếu quấn nhiều vòng dây quá mà khi đo ở mạch xoay chiều thì xuất hiện dòng điện cảm ứng sinh ra bởi tần số của dòng điện, do đó sẽ ảnh hưởng đến trị số trên thang đo của volmet. Khắc phục điều này bằng cách mắc song song với cuộn dây một tụ điện bù. Volmet điện động: Khi đo điện áp ở tần số cao hơn tần số công nghiệp hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phép đo ta dùng volmet điện động, trong volmet điện động bao giờ cuộn dây tĩnh và cuộn dây 58 động cũng được mắc nối tiếp nhau.

Đo dòng điện và điện áp bằng phương pháp so sánh

U được xác định bằng dụng cụ có độ nhạy cao hay dụng cụ tự động phát hiện sự chênh lệch hay còn gọi là cơ quan zero. Các loại phương pháp so sánh khác nhau chỉ khác nhau ở cách tạo đại lượng bù Uk. Độ chính xác của điện áp bù và các yêu cầu khác cùng với độ nhạy, ngưỡng độ nhạy của dụng cụ cân bằng hay cơ quan zero đều do sai số yêu cầu của phép đo quyết định.

Sau đây ta xe tìm hiểu một số dụng cụ đo dùng phương pháp so sánh.

Đo công suất tác dụng

U được xác định bằng dụng cụ có độ nhạy cao hay dụng cụ tự động phát hiện sự chênh lệch hay còn gọi là cơ quan zero. Các loại phương pháp so sánh khác nhau chỉ khác nhau ở cách tạo đại lượng bù Uk. Độ chính xác của điện áp bù và các yêu cầu khác cùng với độ nhạy, ngưỡng độ nhạy của dụng cụ cân bằng hay cơ quan zero đều do sai số yêu cầu của phép đo quyết định. Sau đây ta xe tìm hiểu một số dụng cụ đo dùng phương pháp so sánh. Trên wattmet bao giờ cũng có các ký hiệu * đánh dấu các đầu cuộn dây tĩnh và động gọi là đầu phát. Khi mắc mạch phải nối cácđầu có ký hiệu * với nhau, nếu đấu sai wattmet sẽ quay ngược. - Để xác định được công suất mà wattmet chỉ, phải tính được hằng số wattmet. Trong đó: Uđm, Iđm là điện áp và dòng điện lớn nhất ứng với thang đo này m là số vạch lớn nhất trên thang đo. Công suất trên wattmet là:. ) - Trong trường hợp tải có điện áp cao và dòng điện lớn, phải phối hợp biến áp và biến dòng với wattmet để đo công suất cho tải (hình 2.5).Cuộn điện áp của wattmet mắc cở hai đầu thứ cấp của biến áp, một đầu của cuộn thứ cấp và vỏ của biến áp được nối với đất.

Đo công suất tác dụng

Công suất phản kháng Q là một khái niệm trong ngành kĩ thuật điện, dùng để chỉ phần công suất điện được chuyển ngược về nguồn cung cấp năng lượng trong mỗi chu kỳ do sự tích lũy năng lượng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng, được tạo ra bởi sự lệch pha giữa hiệu điện thế u(t) và dòng điện i(t).

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 3.1 Sơ đồ khối của đồng hồ đo

• Khối vi xử lý
• Khối tương tự

Với kiểu kiến trúc này cho phép các lệnh thực thi trong một chu kỳ xung nhịp, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt 16 triệu lệnh trên giây ở tần số 16MHz. PORT A (từ chân 33 đến chân 40): Là 1 cổng 8 bít, chức năng của cổng này ngoài vào ra thông thường, còn được tích hợp sẵn bộ chuyển đổi ADC bên trong phục vụ mục đích chuyển đổi tương tự sang số. - Tính các giá trị công suất tiêu thụ, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, giá trị hiệu dụng của dòng điện, điện áp, lấy mẫu dạng sóng, với độ chính xác nhỏ hơn 0.1%.

Cung cấp nguồn điện dạng số cho các mạch số trong ADE7753 điện áp cần được duy trì 5V± 5%, chân này cần được tách riêng với chân DGND bằng tụ gốm 10 μFF mắc. Cung cấp nguồn điện tương tự cho các mạch số trong ADE7753 điện áp cần được duy trì 5V± 5% chân này cần được tách riêng với chân DGND bằng tụ gốm 10 μFF mắc. Kênh này được thiết kế để sử dụng với bộ vi phân biến đổi dòng như là cuộn Rogowski, hay các cảm biến dòng điện khác như điện trở Shunt hoặc các máy biến dòng (CT).Các đầu vào này hoàn toàn là điện áp vi sai,các đầu vào với tín hiệu vào vi sai cực đại ở các mức ± 0.5V, ± 0.25V và ± 0.125V phụ thuộc vào quy mô lựa chọn.

Mức tín hiệu tối đa tại các chốt đối với AGND là ± 0.5V.Cả hai yếu tố đầu vào đều có mạch nội bộ bảo vệ ESD, và một quá áp bằng ± 6V có thể được duy trì trên các yếu tố đầu vào mà không có nguy cơ bị hại tới mạch. Chân này cung cấp chân đất chuẩn cho các mạch tương tự trong ADE7753 tương tự trong các ADC và các thiết bị chuẩn.Chân này cần được nối với mặt phẳng tiếp đất hoặc mặt đất tham chiếu trong hệ thống…. Chân này cung cấp chân đất chuẩn cho các mạch kỹ thuật số trong ADE7753 cũng như trong các bộ nhân, các bộ lọc và bộ chuyển đổi từ số sang tần số.

Bởi vì dòng dò dạng số trong ADE7753 nhỏ, nên nó được chấp nhận để kết nối chân này cho mặt đất của hệ thống.Tuy nhiên, điện dung cao trên DOUT có thể gây nhiễu dòng điện số có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Giá trị logic đầu ra của CF cung cấp hoạt thông tin về công suất hữu công.Đầu ra này được định để sử dụng (cho) những mục đích hoạt động và xác định kích cỡ. Tất cả các dữ liệu truyền nối tiếp đều đồng bộ với đồng hồ này.SCLK có một đầu vào là bộ khởi động Schmitt để sử dụng với một nguồn xung clock mà có sườn xung xuống ví dụ như là đầu ra của bộ ghép sợi quang.

Đầu ra logic này thường ở trong trạng thái trở kháng cao, trừ khi nó phải truyền dữ liệu trên các bus dữ liệu nối tiếp. - Khối nguồn là những khối quan trọng của trong một hệ thống đo lường, nó có nhiệm vụ cung cấp nguồn điện cho toàn mạch điện. Mạch chuyển USB UART CP2102 sử dụng chip CP2102 của hãng SILICON LABS được dùng để chuyển giao tiếp từ USB sang UART TTL và ngược lại.

 TXD: chân truyền dữ liệu UART, dùng kết nối đến chân Rx của các module khác, không kết nối trực tiếp đến mức của RS232.  RXD: chân nhận dữ liệu UART, dùng kết nối đến chân Tx của các module khác, không kết nối trực tiếp đến mức của RS232.

THIẾT KẾ PHẦN MỀM 4.1 Giới thiệu phần mềm Codevision AVR

Khởi tạo và viết chương trình trên Codevision AVR

Tại đây ta sẽ thiết đặt để CodeWizard AVR tạo sườn code cho chúng ta. Tiếp theo đến phần Ports ta thiết đặt như sau : Port A là cổng out để hiển thị lên LCD. Sau khi thiết lập như trên xong ta sẽ vào program chọn dòng Genarate, Save and Exit, sau đó ta sẽ lưu 3 file thu được vào cùng 1 thư mục.

Interput