用8031控制的BDJ-3A三相功率電能表

作者email: sunjufang65@163.com 8031單片機以其可靠性高、體積小、價(jià)格低、功能全等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應用于各種智能儀器中，這些智能儀器的操作在進(jìn)行儀器校核以及測量過(guò)程的控制中，達到了自動(dòng)化，傳統儀器面板上的開(kāi)關(guān)和旋鈕被鍵盤(pán)所代替，測試人員在測量時(shí)只需按需要的鍵，省掉很多煩瑣的人工調節，智能儀器通常能自動(dòng)選擇量程，自動(dòng)校準。有的還能自動(dòng)調整測試點(diǎn)，這樣不僅方便了操作，又提高了測試精度。 BDJ-3A三相標準功率電能表就是一種為了滿(mǎn)足高精度功率，電能測量而設計的新型智能化儀表，儀表由功率——頻率轉換部分和專(zhuān)用微型計算機部分組成，功率——頻率轉換部分采用了電流自平衡原理的時(shí)分割乘法器和電流頻率變換器。具有精度高，線(xiàn)范圍寬，功率因素特性好，滿(mǎn)度和零點(diǎn)穩定等優(yōu)點(diǎn)，計算機部分由 8031單片機等芯片組成，由它控制儀表數字部分的工作，進(jìn)行誤差運算，計數顯示和實(shí)現智能化功能、儀表結構合理、集成度高、穩定可靠，外表親輕巧美觀(guān)，即適合于實(shí)驗室使用，又可攜帶現場(chǎng)檢測和校驗。 二、技 術(shù) 指 標 1.電壓量程Un 3*100V(可擴展200V/400V) 2.電流量程In 3*5(可擴展0.2/1A/10A/20A) 3.測量頻率范圍 45—65HZ 頻率變化影響 45—65HZ范圍內0.05% 4.輸入電壓范圍 0.9—1.1Un 電壓變化影響 0.9—1.1Un范圍內0.05% 5.輸入電流范圍 0.05—1.1In 輸入阻抗：Ri Un/Ri、100V/50KΩ、200V/100 KΩ、400V/200 KΩ In/Ri、1A/0.2Ω、5A/0.1Ω、10A/0.05Ω、20A/0.025Ω 6.三相額定功率下的輸入脈沖頻率(5V矩形波) FH=30KZ FL=3HZ 7.溫度影響：10—30℃范圍內0.05%℃ 標準環(huán)境：溫度20%26;#177;2℃，相對濕度不大于80% 8.工作電源：220V%26;#177;10%，50HZ 9.外觀(guān)：體積400*280*99mm∧3、重量約8KG 10.基本誤差。

因8031芯片內沒(méi)有程序存儲器，因此它在應用中與程序塊2764連用。8031P0口外接一個(gè)地址鎖存器 ，8031訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲器時(shí)，低8位地址由P0輸出，并由ALE信號(-П-)鎖存到地址鎖存器中，地址鎖存器輸出地址信息AB 0∽7 接到2764的地址線(xiàn)A0∽A7上，P2口輸出地址信息高8位，P2.0∽4輸A21∽25，接到2764的A22∽25，P24∽27，AB12∽15 接址直譯碼器，譯出選擇線(xiàn)0∽N分別連續接到2764的CE(0)、 CE(N)8031的外部程序存儲器 ;選通信號線(xiàn)PSEN接2764(0)2764(N)的數據允許輸出端OF。8031的P0連接到 址鎖存器的輸入端和2764的數據線(xiàn)D0D7上，8031通過(guò)十六位的地址線(xiàn)能對外部64K字節程序存儲器 和64K字節的數據存儲器尋址，因為程序存儲器EPROM用8031的PSEN信號選通，而數據存儲器RAM用8031的讀信號RD和寫(xiě)信號WR選通的，在CPU取指令周期，P2口和P0口輸出的是程序計數器PC的值，8031的外部程序選通信號PSEN，在A(yíng)LE返回電平后發(fā)生負跳變，選通外部程序存儲器，由地址線(xiàn)AB015確定外部EPROM中指令字節傳送到P0口供CPU讀取，讀寫(xiě)信號線(xiàn)WR、RO始終為高電平，即RAM數據存儲器不會(huì )被 選通，而在8031訪(fǎng)問(wèn)外部RAM數據存儲器的周期內，認得(或WR)發(fā)生負跳變，程序選通信號，PSEN始終為高電平，CPU只和外部RAM傳送數據，EPROM沒(méi)有被選通。 由下圖可看出，輸入的電壓，電流經(jīng)過(guò)有源補償的電壓互感器、電流互感器后進(jìn)入分割乘法器，相乘后得到了與輸入功率成正比的電流信號(儀表有相同的三套功率電源變換電路)，送入電流—頻率變換器轉換成與輸入功率成正比的脈沖信號，變換輸出的頻率在三相額定輸入時(shí)可達30KHZ，因此作功率測量時(shí)有足夠高的分辯率，作功率和電能測量時(shí)，將信號送至微機部分，由計算機精確地計數和運算，求出結果后，送數碼顯示，在作電度表校驗時(shí)，計算機除接收功率脈沖外，還接收來(lái)自光電頭電路的轉數信號，當被校表轉夠額定圈數時(shí)，根據累計電能和預置的參數，計算相對誤差并數碼管顯示，同時(shí)立即開(kāi)始下一次校驗，因此在電度表校驗時(shí)，數碼管不斷地顯示每次校驗的相對誤差 ，可根據所顯示的誤差值連續調整被校表，直至誤差小于規定值為止。 BDJ—3A的工作原理方框圖。

四.主要功能與特點(diǎn) 主要功能： 1. 適用于單相、三先相三線(xiàn)、三相四線(xiàn)電路作有功，無(wú)功功率，電能的測試，測量時(shí)可同時(shí)顯示1秒和10秒采樣的結果，額定輸入3300W時(shí)，可分辨到0.1W和0.01W，具有高分辨能力，全部量程均可直讀。 2. 6位數碼管顯示累計電能值，單位瓦。時(shí)，小數點(diǎn)可任意移動(dòng)，并可同時(shí)顯示功率，連續顯示被校表相對誤差，誤差顯示范圍為+9.99-9.99%，同時(shí)顯示功率。 3. 用于電度表校驗時(shí)，有光電頭和手動(dòng)開(kāi)關(guān)兩種控制方法，可同時(shí)校驗三塊電度表。 4. 輸出高，低頻功率變換脈沖，可外接檢驗和自校用。 5. 可擴充打印機接口，外接打印測試結果，可擴充串行口組成自檢系統，也可擴充三路模擬電壓輸出，外接數字電壓表分相顯示功率。 它的特點(diǎn)： 1. 三個(gè)常用的電流量程和電壓量程，可以省去外接互感器，三個(gè)獨立的功率轉換單元，相互無(wú)影響，可以用單相或三相校準。 2. 智能化設計，具有記憶和計算功能，全部參數預置通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行。 3. 對單相負載，三相平衡量負載有相同的測試精度。 4. 預熱時(shí)間短，無(wú)須調零和滿(mǎn)度，線(xiàn)性范圍寬，性能穩定，地低功耗，防震。 5. 能正確測量諧波功率。(總功率和總電能) 利用BDJ—3A表測功率、電能，操作方便，方法簡(jiǎn)單，易組成自動(dòng)測試系統，但還需在此基礎上進(jìn)行改進(jìn)與發(fā)展。