Какво е измервателен уред за променлив ток и как работи

Какво е измервателен уред за променлив ток и как работи

В ежедневния си живот ние консумираме електрическа енергия за различни цели, като например за захранване на електрически уреди, джаджи, устройства, машини и т.н. Така че е от съществено значение да се измери количеството консумирана енергия за генериране на сметки за електроенергия, които обикновено се извършват от електромери. Като цяло, AC мощността се измерва с помощта на различни техники, тук в тази статия нека обсъдим използването на измервател на AC мощност PIC микроконтролер .



Какво е измерване на променлив ток?

Електрическата мощност може да бъде променлива или постоянна мощност, за измерване на мощността се използва измервател на енергия. Има различни видове измерватели на енергия, които се класифицират като цифрови измерватели на енергия, електронни измерватели на енергия, ватметър , трифазен измервателен уред за енергия, еднофазен измервателен уред за енергия, измервателен уред за променлив ток и т.н.


Променливотоковата мощност се дава от произведението на RMS стойност на напрежението в товара, RMS ток в товара и фактор на мощността на товара. Това може да бъде представено, както е показано в уравнението по-долу.





Променливотоково захранване

Сега измерването на променлива мощност може да се определи като измерване на напрежението, измерване на тока и измерване на фактора на мощността. Така че, за да се измери консумацията на енергия с помощта на PIC микроконтролер, е от съществено значение да се измери напрежението с PIC микроконтролер, да се измери токът с PIC микроконтролер и измерете фактора на мощността с помощта на PIC микроконтролер.



Измерване на променливотоково напрежение с помощта на микроконтролер PIC

Микроконтролерите обикновено се експлоатират и произвеждат за работа с напрежение по-малко или равно на 5V. Така че не е възможно директно да се измери променливото напрежение, по-голямо от 230V, като се подават високи входни напрежения на микроконтролерите, което може да причини временно или трайно увреждане на микроконтролерите.

Измерване на променливотоково напрежение с помощта на микроконтролер PIC

Измерване на променливотоково напрежение с помощта на микроконтролер PIC

Следователно е необходимо да се намали високото променливо напрежение около 230V до 5V за измерване на напрежението с помощта на микроконтролери. Измерването на променливотоково напрежение с помощта на микроконтролер PIC може да се извърши с помощта на усилвател на разликата или потенциален трансформатор. Различният усилвател или потенциалният трансформатор се използва за понижаване на напрежението и след това с помощта на аналогов към цифров преобразувател или токоизправител отчитането на напрежението се показва на LCD дисплея.


Измерване на променлив ток с помощта на PIC микроконтролер

Измерване на променлив ток с помощта на PIC микроконтролер

Измерване на променлив ток с помощта на PIC микроконтролер

Микроконтролерът PIC може да се използва за измерване на променлив ток с помощта на различен усилвател, шунтиращ резистор и аналогово-цифров преобразувател . Шунтовите резистори се използват като преобразуватели за преобразуване на ток в напрежение, тъй като микроконтролерите директно не могат да отчитат тока. По този начин напрежението на шунтиращия резистор може да бъде измерено с помощта на PIC микроконтролер, който отново се преобразува в ток, използвайки закона на Ом. По този начин измереният променлив ток се показва на LCD дисплея.

Измерване на фактора на мощността с помощта на PIC микроконтролер

Индукторът и кондензаторът причиняват изоставащ и водещ фактор на мощността, токът изостава напрежение с някакъв ъгъл и ток води напрежение съответно с някакъв ъгъл. По този начин коефициентът на мощност може да се определи като косинус на ъгъла между тока и напрежението и се дава като

Коефициент на мощност

За измерване на фактора на мощността с помощта на микроконтролер PIC, разликата във времето между напрежението и тока се определя с помощта на откриване на пресичане на нула с помощта на външен прекъсващ щифт на микроконтролера. Прекъсването се генерира от всеки път, когато се открият нулевите пресичания на формата на напрежението и вътрешният таймер на микроконтролера се използва за измерване на времето. По същия начин, когато се генерира текущото прекъсване на формата на вълната, таймерът спира да брои и по този начин се изчислява времевата разлика.

Този процес се повтаря няколко пъти (да речем 20 до 30) и се взема средната стойност за по-добри резултати. Следователно, времевата разлика се използва за определяне на разликата във фазовия ъгъл между напрежението и тока. По този начин коефициентът на мощност може да бъде изчислен с помощта на PIC микроконтролер.

Сега, като заместим стойностите на напрежението, тока, фактора на мощността в горното уравнение на мощността, можем да измерим променлива мощност. Измервателният уред, използван за измерване на фактора на мощността, може да се нарече измервател на фактора на мощността.

Система за измерване на слънчева енергия, предадена по радиочестотния спектър с помощта на микроконтролер PIC

Система за измерване на слънчева енергия, предавана през RF с помощта на микроконтролер PIC

Система за измерване на слънчева енергия, предавана през RF с помощта на микроконтролер PIC

Основната цел на този проект е измерване на слънчева енергия използване на множество данни за събиране на данни от сензори. Проектът използва слънчев панел, който променя посоката си според слънчевата светлина. Параметрите на слънчевия панел като интензивността на светлината, температурата, напрежението и тока се наблюдават и изпращат към компютър чрез RF.

Система за измерване на слънчева енергия, пренесена по радиочестотна лента с помощта на блокова диаграма на PIC микроконтролер

Система за измерване на слънчева енергия, пренесена по радиочестотна лента с помощта на блокова диаграма на PIC микроконтролер

Блоковата схема на проекта, показана на горната фигура, се състои от различни блокове, включително слънчев панел, температурен сензор, светлинен сензор, сензор за напрежение и токов сензор свързан с микроконтролера PIC. Сензорите се използват за измерване на температура, светлина, напрежение и ток и се изпращат към компютъра чрез RF, същите данни се показват на LCD дисплея.

Система за измерване на слънчева енергия, предадена по радиочестотния спектър с помощта на блокова схема на микроконтролера PIC

Система за измерване на слънчева енергия, предадена по радиочестотния спектър с помощта на блокова схема на микроконтролера PIC

Захранващ блок, RF приемо-предавател, компютър, max232, 555 часа , и зумер блокове са свързани, както е показано в горната блок-схема. Измерването на слънчевата енергия може да се постигне чрез измерване на фактори като температура и интензивност на светлината, които влияят върху производството на енергия.

Има различни видове измервателни уреди, които включват измервател на фактора на мощността, цифров измервател на енергия, електронен измервател на енергия, трифазно измерване на мощността, отчитане на брояч на енергия по интернет, предплатен електромер с GSM интерфейс, програмируем енергомер за изследване на електрическо натоварване.

Интересувате ли се от проектиране проекти за електроника използване на PIC микроконтролера? След това публикувайте вашите запитвания или идеи в раздела за коментари по-долу за техническа помощ по отношение на проектни решения.