嵌入式电能计量校验仪的研究与开发

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1、华中科技大学硕士学位论文嵌入式电能计量校验仪的研究与开发姓名：刘琳霞申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：沈安文20050527摘要用来计量电能的电能表其精度十分重要于是检测和校验该类仪表准确度的电量计量校验仪应运而生成为计量单位和供电部门重要的测试仪器电能计量校验仪自身要能准确的检测各种电力参数还要能够对其他电能表进行校验在分析了目前国内外同类产品的设计方案之后采用了专用电能计量芯片来实现系统的电参数测量部分简化了系统的软硬件设计专用芯片采样电流电压值并在其内部运算得出各参数值微控制器从中读取数值并进行数据处理基于CS5460A开发的电能计量校

2、验仪可以测得电流电压有效值及有功功率功率因数基于ADE7758开发的功能更完善的电能计量校验仪还能实现无功功率视在功率和频率的测量通过扫描按键状态转入相应的操作流程来执行参数的显示存储对其他电能表的校验以及与上位机的通讯等功能在分析了如何采用传统的前后台系统方式完成软件设计之后选择了小型实时操作系统C/OS-首先完成了C/OS-向ARM微控制器的移植随后针对各具体模块进行了驱动程序的开发然后将系统功能划分为多个任务并确定了各任务的优先级完成了应用程序的开发两种编程方式对比之后更深刻的理解了嵌入式实时操作系统的任务调度机理并总结出了在检测仪表中引入小型实时操作系

3、统的优点实时操作系统的引入使得系统的实时性稳定性得以提高增添新的功能也很方便本文的最后给出了实验结果和误差分析从实验结果可以看出本设计方案基本达到了系统所要求的精度具有一定的实用价值关键词电参数测量电能计量嵌入式实时操作系统任务调度IAbstractTheprecisionofpowermetersisveryimportant.Socalibrationinstrumentofpowermeasurementwhichtotestprecisionsofthiskindofinstrumentsemergesasthetimerequire.It’svery

4、importantforthepowertestandpowersupplydepartments.Thecalibrationinstrumentofpowermeasurementshouldhavetheabilitytomeasureelectricalparametersandvefifyotherpowermeters.Afteranalyzingthedesignschemesofthiskindofproductsdemesticandabroad,specialpowerchipisadoptedtomeasureelectricalpara

5、metersandthehardwareandsoftwaredesignbecomecompact.Specialchipsamplesvoltageandcurrentandcalculateelectricalparameters.Mcureadstheseparametersfromitanddoesdataprocessing.ThecalibrationinstrumentbasedonCS5460Acanmeasurethevirtualvalueofvoltageandcurrent,activepowerandpowerfactor.Thee

6、ngancedonebasedonADE7758canmeasurereactivepower,visualpowerandfrequencyyet.Throughscaningthekeystate,theprogramswitchtothecorrespondingsubprogramtodisplayandsavetheseparameters,calibrateotherpowermetersandcommunicatewithhostcomputer.Weselectsmallreal-timeoperationsystemC/OS-afterana

7、lyzinghowtodesignprograminforegroundandbackgroundsystem.Firstly,C/OS-isportedtoARMmcuandthendriverforeachmodulearedesigned.Atlast,prioritiyforeachtaskareconfirmedandapplicationprogrammeisdesigned.Afterthecompareofthetwodifferentways,thetaskschedulingmethodofreal-timeoperationsystemi

8、sunderstoodclearly.