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基于新型电子式电流传感器的多功能电能表的研究
资料介绍
目前，电子式多功能电能表普遍采用小型的电磁式电流传感器作为电流信号拾取器，而电磁式电流传感器存在带铁芯，易饱和，测量范围较小且易受外界电磁干扰等问题。近年来，基于空心线圈的电子式电流传感器成为了电力系统中的研究热点。因此，为了不断推出电子式电能表新产品，以满足电能表市场新的应用需求，将基于空心线圈的电子式电流传感器运用于电能计量装置中具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文提出了一种基于新型印制电路板(PCB)电子式电流传感器的多功能电能表的设计方案，主要论述了新型PCB型空心线圈结合电能计量芯片ADE7758在电能计量中的应用，并设计了多功能电能表的硬件电路和软件构架。首先分析了新型PCB型空心线圈及其外接积分器组成的电子式电流传感器的结构、原理，在此基础上提出了由新型PCB型空心线圈和ADE7758片内的数字积分器来构成电子式电流传感器的电流信号拾取方式，该方式可以有效提高电流信号拾取的准确度和范围，降低成本；提出并分析比较了新型PCB型空心线圈与ADE7758的两种接口电路，接口电路的仪表放大器拟采用双极性电源供电方式，实现电路较简单，可靠性和稳定性较好；然后按功能需求将电能表硬件系统划分为电源模块、计量模块和微处理器(MCU)及其外围电路模块等三个部分进行详细的设计，MCU选用高性能、超低功耗的H8/38327F系列单片机；最后分析了多功能电能表的软件设计思路，主程序采用循环查询方式实现对各个功能模块合理有效的调度。 理论分析及仿真、实验结果表明新型PCB电子式电流传感器具有良好的性能，可以弥补电磁式电流传感器的一些不足，适合在小电流(100A以下)测量系统中应用，同时多功能电能表参照DL/T614-2007标准设计，能够实现分时计量、最大需量计算、RS485及红外通信等多种功能，具有计量准确度高，功耗低，抗干扰能力强和实用性强等特点，可以在实际中推广应用。
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