0.5s级三相多功能电能表的原理、设计与实现

摘要

本文从国家标准和市场需求出发,对0.5S级三相多功能电能表的软硬件设计和工艺检验设计进行了比较全面详细的描述及研究,并实验验证了其正确性及有效性。
　　 在设计时,除了全面权衡性能、成本以及可加工性后给出总体设计外,特别对以下两个重点需求作了详细研究:围绕“测量误差一致性要求”对0.5S级三相多功能电能表的测量准确度设计进行了探讨,并设计实现了部分测量电路,提出一种误差补偿方法,并得到验证及优化:围绕“停电抄表及全失压探测”对0.5S级三相多功能电能表的电源及其管理需求进行了研究,设计并有效实现了电源及其管理的电路和软件策略。
　　 除此而外,还完成了0.5S级三相多功能电能表的总体设计及工艺检验设计并制作了样品,最后进行了详细测试并通过主管部门检验和客户验收,目前产品已投产。
　　 生产统计表明,采用误差补偿工艺后,产品合格率从23％提高到100％,而且生产工艺复杂度未增加,操作更简单易行。
　　 对本文提出的误差补偿工艺的效果进行了验证性对比。结果表明,经过误差补偿的产品,其误差已大大优于0.5S级,达到0.2S级的标准。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 社会需求及技术现状

1.1.1 背景

1.1.2 发展方向

1.1.3 市场

1.2 课题来源

1.2.1 用户需求

1.2.2 标准简介

1.3 本文工作

第二章 整体设计

2.1 整体硬件设计

2.1.1 方案设计

2.1.2 MCU模块设计

2.1.3 存储模块设计

2.1.4 显示模块设计

2.1.5 实时钟模块设计

2.1.6 输入输出接口设计

2.1.7 485通讯模块设计

2.1.8 红外通信模块设计

2.1.9 完整主板设计图

2.2 软件架构

2.2.1 规则

2.2.2 软件架构描述

2.2.3 任务激励源

2.2.4 任务模块

2.3 本章小结

第三章 测量部分设计

3.1 准确度分析

3.1.1 计量方法描述

3.1.2 测量误差分析

3.1.3 项目附加要求分析

3.1.4 A/D转换动态范围

3.1.5 A/D转换位数估算

3.2 误差补偿设计

3.2.1 反函数补偿

3.2.2 分段线性函数近似

3.2.3 功率因数对误差的影响

3.3 测量部分硬件设计及误差补偿软件实现

3.3.1 测量芯片

3.3.2 测量电路

3.3.3 误差补偿软件实现

3.4 本章小结

第四章 电源及其管理部分设计

4.1 电源需求分析

4.1.1 与电源相关的规定

4.1.2 需求分析

4.1.3 电源概要设计

4.2 电源管理策略

4.3 电源及其管理电路设计

4.3.1 电源供给及其控制电路

4.3.2 后备电源

4.3.3 全失压探测电路

4.3.4 电源变压器及主电源

4.3.5 抗干扰措施

4.3.6 工艺考虑

4.3.7 电源板完整设计

4.4 本章小结

第五章 工艺及检验设计

5.1 工艺设计

5.1.1 工艺流程设计

5.1.2 三相多功能表装配设计

5.1.3 三相多功能表误差调试方案

5.1.4 参数设置

5.2 检验设计

5.2.1 性能检验大纲设计

5.2.2 功能检验大纲设计

5.3 本章小结

第六章 设计验证

6.1 样品及性能检验、功能验收

6.1.1 三相多功能电能表样品

6.1.2 测试截图举例

6.1.3 第三方检测报告

6.1.4 用户验收报告

6.2 数据稳定性问题解决及原因分析

6.2.1 芯片初始化导致工作不稳定的原因分析及解决措施

6.2.2 数据不稳定的原因分析及解决措施

6.2.3 测量数据出现粗大误差的原因分析及解决措施

6.3 误差补偿效果对比

6.4 本章小结

第七章 结论

致谢

参考文献

附录