Измерение среднеквадратичного значения тока (напряжения)

Aleksey_Sechov · 16.08.2010, 09:54

Доброе всем время суток! Задумал сделать девайс который измеряет среднеквадратичное (RMS) значение сетевого тока (напряжения). Для измерения тока предел основной погрешности должен составлять не больше 0,25%. Возник вопрос связанный с выбором аппаратной части…

Пока на ум пришло следующие:

1. Использование специализированных микросхем измерения параметров электрической сети, например http://www.analog.com/ru/analog-to-d...Phase_Metering Но что странно активную, реактивную, полную мощность они измеряют с достаточно высокой точностью (предел основной погрешности 0,1%,), а вот измерения желаемой Irms (Urms) не радуют (предел основной погрешности 0,5%,)

2. Для вычисления RMS сигнала тока использовать отдельный микропроцессор (например ARM семейства) у которого на борту иметься: хорошее АЦП, шустрый MCU, запас по памяти и т.д. (например http://www.st.com/stonline/products/...g/met001.shtml ), либо же связка микросхем АЦП+МК. В данном способе вычисление RMS предполагается осуществлять с помощью Быстрого Преобразования Фурье для оцифрованного значения сетевого тока (напряжения), следовательно скорее всего потребуются большие вычислительные мощности, которые напрямую зависят от точности измерений RMS.

Хотелось бы получить совет от знающих людей, в вопросе выбора железа, а так же других возможных путей решения этой задачи. Заранее спасибо.

avt798579 · 18.08.2010, 02:48

Сообщение от Aleksey_Sechov

а вот измерения желаемой Irms (Urms) не радуют (предел основной погрешности 0,5%,)

Стандарт RMS не был расчитан на наши сети, где форма сигнала бывает мало похожа на синус (особенно в часы пиковых нагрузок).

Zeman1979 · 18.08.2010, 10:07

Преобразование Фурье не слишком сложно для этой задачи? Измерение среднеквадратичного значения предполагает интегрирование измеряемой величины за какой-то промежуток времени. Может быть такая связка пойдет: трансформатор тока - интегратор - АЦП - МК? Трансформатор тока можно откалибровать и погрешности вносимые им учесть в МК, интегратор можно настроить так, что вносимая им погрешность будет ничтожно мала, так что основная погрешность будет вноситься АЦП. И никаких особых вычислительных мощностей от МК уже не требуется.

avt798579 · 19.08.2010, 01:54

Измерение среднеквадратичного значения не даст полной информации. К тому же, при изменении Kr, который в часы пик иногда достигает 12-13% будет вноситься дополнительная погрешность. Вообще какой конечный смысл в измерении качества сети в данном случае? Если требуется чистая сеть с высокостабильными параметрами, то тогда нужно не измерять, а изменять качество сети - используя регенератор сетевого напряжения.

Aleksey_Sechov · 20.08.2010, 10:29

Сообщение от Zeman1979

Может быть такая связка пойдет: трансформатор тока - интегратор - АЦП - МК?

не совсем понятно зачем тут интегратор, и как он себя поведёт при изменении частоты входного сигнала? если так уж в лоб идти, почему бы сразу не оцифровывать входной сигнал исключив интегратор?

Сообщение от avt798579

Вообще какой конечный смысл в измерении качества сети в данном случае?

Измерение с целью получения информации, по моему всё логично

mtit · 20.08.2010, 11:34

Сообщение от Aleksey_Sechov

Измерение с целью получения информации, по моему всё логично

Присоединяюсь к avt798579.
Есть стандарты на "качество электроэнергии". Вы бы почитали научно-популярные статейки на темы этого самого качества. В компьютере помоему было "Правильное питание", автора (естественно) не помню. Доходчиво объяснено было. Мир - разноцветен, и у "качества" оказывается столько оттенков.

avt798579 · 20.08.2010, 13:23

Сообщение от Aleksey_Sechov

не совсем понятно зачем тут интегратор, и как он себя поведёт при изменении частоты входного сигнала?

Частота, наиболее стабильный параметр сети, чего нельзя сказать обо всем остальном.
Если то, что Вы делаете, не является секретом, то может расскажите в общих чертах - тогда Вам смогут подсказать более конкретно.
С Уважением, Александр.

Zeman1979 · 20.08.2010, 15:27

Сообщение от Aleksey_Sechov

не совсем понятно зачем тут интегратор, и как он себя поведёт при изменении частоты входного сигнала? если так уж в лоб идти, почему бы сразу не оцифровывать входной сигнал исключив интегратор?

Задача как ставилась?

Цитата:

Задумал сделать девайс который измеряет среднеквадратичное (RMS) значение сетевого тока (напряжения). Для измерения тока предел основной погрешности должен составлять не больше 0,25%. Возник вопрос связанный с выбором аппаратной части…

Среднеквадратичное значение величины за какой-то промежуток времени (Т) есть корень квадратный из интеграла квадрата функции этой величины от 0 до Т деленного на Т. Для напряжения

И в данном случае, соответсвенно не важно как измениться функция (частота или форма), интегратор будет.... интегрировать, т.е. если математически: давать значение площади описываемой функцией и осью времени (t) за промежуток равный времени интегрирования (Т)

mtit · 20.08.2010, 15:36

А квадратировать кто будет? (Типа У-квадрат вычислять?)
Шутка юмора.

strnikol · 26.08.2010, 13:32

Была подобная задача при разработке тиристорного регулятора мощности
в двухконтурном регуляторе температуры.
После тиристоров, то что остается трудно, назвать синусоидой.
Для решения задачи применил преобразователи напряжение-частота ad7740.
Для калибровки использовался мост к55.
Более точных метрологических измерений не проводил. Заказчика результат более чем устроил. А так как приборы идут в единичном исполнении, сертифицировать регулятор не стали.