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一種裝置測量精度優(yōu)化方案

日期:2022-03-07 瀏覽量:1993

  保護(hù)裝置通過采集實(shí)時(shí)遙測量,結(jié)合保護(hù)設(shè)定值來判斷是否觸發(fā)保護(hù)邏輯,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配用電線路的保護(hù)作用。因此,測量的精度直接影響保護(hù)功能的可靠性。

  裝置測量精度的優(yōu)化需要先從影響精度的因素說起。

  硬件方面,整個(gè)過程可簡述為電流通過電流互感器后經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓。但由于電流為交流,因此得到的電壓為交流電壓。為了便于后續(xù)的MCU采集與處理,其經(jīng)過一個(gè)抬高電壓后變成一個(gè)正弦波形式的直流電壓,最后通過一個(gè)運(yùn)算放大器得到一個(gè)電壓并被MCU的AD采樣引腳采集。到達(dá)MCU的波形足夠精準(zhǔn)是裝置測量高精度的基礎(chǔ)。但在電路中,干擾是不可避免的,這就直接造成了MCU采樣前的波形偏離實(shí)際波形,裝置測量精度也因此大大降低。

  而軟件方面,MUC按照一定的頻率采集電壓,對(duì)采集到的值按照一定的算法得到模擬波形,經(jīng)過運(yùn)算得到結(jié)果。在這個(gè)過程中,算法優(yōu)化如果不到位,就會(huì)造成模擬的波形與MCU采樣的波形存在較大偏差,這也將導(dǎo)致精度的大大降低。

  對(duì)于裝置測量精度的優(yōu)化亦可從軟硬件兩方面入手??偟膩碚f,優(yōu)化硬件方面的目的是使供給MUC采樣的波形更貼近于保護(hù)裝置采樣的實(shí)際波形;優(yōu)化軟件部分的目的則是使經(jīng)過算法模擬得到的波形更貼近于MCU采集到的波形。

  硬件方面:

  1、在采樣電路中加入RC濾波器,過濾掉高頻率的諧波,以此來達(dá)到貼近真實(shí)波形的目的。

  經(jīng)過濾波后得到較為平滑的波形如下圖:

  2、在滿足采樣量程要求的前提下可以通過增大電流電壓轉(zhuǎn)換電路中的電阻以充分利用MCU的AD采樣的量程,這種方法便于后續(xù)MCU的分辨采樣,使MCU采樣得到的數(shù)據(jù)更貼近于真實(shí)波形數(shù)據(jù)。

  軟件方面:

  1、通過程序更改設(shè)置MCU的采樣頻率,在一個(gè)波形周期里得到更多的采樣數(shù)據(jù),使算法模擬計(jì)算得到的波形更貼近于流經(jīng)AD采樣引腳的波形。

  2、通過優(yōu)化算法使MCU計(jì)算得到的模擬波形更貼近于流經(jīng)AD采樣引腳的波形,但此種方案難度較大且需與采樣頻率相互協(xié)調(diào),達(dá)到優(yōu)化的目的。

  3、在得到最終數(shù)據(jù)前,數(shù)據(jù)采用浮點(diǎn)型參與各種運(yùn)算更貼近于真實(shí)值,從而使其得到的精度更為準(zhǔn)確,此種方法對(duì)于裝置測量精度的優(yōu)化是有一定效果的,但其效果往往不夠顯著。

  綜上所述,裝置測量精度的優(yōu)化與硬件電路和軟件程序都有著密不可分的聯(lián)系。優(yōu)化裝置采樣精度的方法不計(jì)其數(shù),但萬變不離其宗,究其根本,終歸都是使MCU根據(jù)數(shù)據(jù)模擬的波形更貼近于實(shí)際波形。

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