Модуль измерения мощности

ДоговариваемыйОбновление на01/14

Модель

Природа производителя: Производители

Категория продукта

Место происхождения

Онлайн Консультация

Обзор

Суть работы модуля измерения мощности - это замкнутый циклический процесс « сбора сигналов → обработки сигналов → расчета параметров → выхода данных», который благодаря координации различных функциональных элементов преобразует « мощные электрические сигналы» высокого напряжения и большого тока в энергосистему в читаемые и анализируемые « слабые электрические данные» (например, электрическая энергия, мощность и т.д.).

Подробности о продукте

Модуль измерения мощностиСуть работы - это замкнутый циклический процесс « сбора сигналов → обработки сигналов → расчета параметров → выхода данных», благодаря координации различных функциональных блоков, « сильный электрический сигнал» высокого напряжения и большого тока в энергосистеме преобразуется в читаемые и анализируемые « слабые электрические данные» (например, электрическая энергия, производительность и т.д.). Его полный рабочий процесс можно разделить на 5 основных этапов, каждый из которых взаимосвязан и в конечном итоге обеспечивает точное измерение, как указано ниже:

Шаг 1: Сбор мощных электрических сигналов и снижение давления / понижение потока (предварительная обработка сигналов)

Напряжение (например, 220V / 380V), ток (например, 10A / 50A) в энергосистеме являются мощными электрическими сигналами, которые не могут быть обработаны непосредственно измеренным чипом (слабое устройство, чрезвычайно низкая прочность на напряжение / ток), необходимо сначала преобразовать его в низкоамплитудный, маломощный слабый сигнал через « блок сбора сигналов», чтобы избежать повреждения чипа и удовлетворить потребности в последующей обработке.

В основе этого шага лежит « изоляция и масштабирование», достигаемая, в частности, двумя типами основных компонентов:

Обработка сигналов напряжения:

Используя трансформатор напряжения (VT) или высокоточную сеть сопротивления разделения напряжения, высокое напряжение сети (например, 220V) « понижает напряжение» в фиксированном масштабе для измерения сигнала низкого напряжения, подходящего для чипа (обычно 0 ~ 2.5V или 0 ~ 5V переменного тока слабого напряжения). Например: напряжение 220В после разделения напряжения, выходной сигнал низкого напряжения 1.2V, пропорция разделения напряжения определяется сопротивлением или трансформаторным отношением (например, 220V: 1.2V e183: 1).

Обработка сигналов тока:

Используйте трансформатор тока (КТ) или шунт (высокоточный резистор), большой ток сети (например, 10A) пропорционально « сбросить» или преобразовать в сигнал низкого напряжения (обычно 0 ~ 50mA ток или 0 ~ 100mV напряжение). Например: после преобразования тока 10А в КТ, небольшой ток, который выводит 50 мА, преобразуется в 10А: 50 мА = 200: 1; Или сигналы напряжения, преобразованные шунтом в 50 мВ (согласно закону Ом U = IR, сопротивление шунта обычно составляет 5 мОм, 10А × 5 мОм = 50 мВ).

Ключевая роль: достижение физической изоляции сильного и слабого электричества (обеспечение безопасности чипа), в то время как сигнал « масштабируется » в пределах входного диапазона измерительного чипа.

Шаг 2: аналоговый преобразовательный цифровой сигнал (преобразование AD)

После первого этапа обработки сигналы напряжения и тока остаются аналоговыми сигналами (амплитуда непрерывно меняется со временем, например, синусоидальными волнами), в то время как основной алгоритм измерительного чипа должен быть рассчитан на основе цифровых сигналов (дискретных двоичных данных), поэтому преобразование сигнала должно быть завершено с помощью AD - преобразователя (аналого - цифрового преобразователя), встроенного в измерительный чип.

В основе этого шага лежит « высокоточный отбор проб», конкретный процесс:

Выбор проб: AD - преобразователи выполняют "дискретную выборку" аналогового сигнала на фиксированной частоте (обычно от нескольких десятков кГц до нескольких сотен кГц, например, 32 кГц, 64 кГц), т.е. мгновенную амплитуду аналогового сигнала, считываемую один раз в фиксированное время (например, 31,25 мкс, что соответствует частоте отбора проб 32 кГц);

Количественная оценка: преобразование мгновенной амплитуды (непрерывного значения), полученной при выборке, в распознаваемое чипом двоичное число (дискретное значение), например: аналоговый сигнал 0 ~ 2.5V соответствует 8 - битному двоичному 0 ~ 255, аналоговый сигнал 1.25V после количественной оценки 128 (двоичный 10 000 000);

Антиинтерференционная оптимизация: модуль добавляет « низкочастотный фильтр» перед преобразованием AD, отфильтровывая высокочастотные помеховые сигналы в сети (например, преобразователи частоты, гармоники, генерируемые светодиодами) и обеспечивая стабильность сигнала отбора проб.

Ключевые индикаторы: « числа» преобразования AD (например, 16 - битная, 24 - битная) и « скорость выборки» напрямую влияют на точность измерения - чем выше число, тем меньше ошибка количественной оценки; Чем выше скорость отбора проб, тем больше восстанавливаются детали формы волны аналогового сигнала (особенно для сложных нагрузок, не связанных с синусоидальными волнами, таких как сварочный аппарат, зарядная свая).

Шаг 3: Проверка и хранение данных (для обеспечения надежности данных)

Расчетные электрические параметры (например, мощность) и кумулятивная электрическая энергия (например, 123.45 кВт) должны пройти "проверку" и "хранение", чтобы избежать ошибок данных или потери, в частности, чтобы иметь дело со сценарием "отключения электричества" (например, отключение электросети). Этот шаг выполняется модулем обработки и хранения данных, в том числе:

Проверка данных:

Логическая проверка: определить, находится ли результат вычисления в разумном диапазоне (например, находится ли напряжение в широком диапазоне напряжения 85 ~ 265 В в гражданских целях, превышает ли ток диапазон модуля), и если выходит за пределы диапазона, отметить как « аномальные данные» и вызвать сообщение об ошибке (некоторые модули поддерживают сигнализацию уровня выводов);

Контроль избыточности: некоторые модули используют « проверку CRC» (циклическую проверку избыточности), добавляя код проверки к вычислительным данным, чтобы убедиться, что данные не были подделаны при последующей передаче или хранении.

Хранение данных:

Кэш параметров в реальном времени модуля измерения мощности: параметры изменения напряжения, тока, мощности и других параметров в реальном времени, временно хранятся в « случайной памяти (RAM) » чипа, что облегчает быстрое чтение;

Накопление электрической энергии: кумулятивная энергия - это основные измерительные данные (непосредственно связанные с расчетом тарифов на электроэнергию), которые должны храниться в нестабильной памяти (EEPROM / Flash) - данные в EEPROM / Flash не теряются (обычно более 10 лет), даже если модуль отключается. Чтобы избежать снижения срока службы памяти из - за частой записи, модули используют стратегию « хронической записи» (например, обновление накопленной энергии в EEPROM каждые 1 минуту) вместо записи в реальном времени.

Шаг 4: Выход данных (взаимодействие с внешней системой)

Окончательные измерительные данные (например, напряжение 220В, ток 5А, электрическая энергия 123,45 кВт) должны быть переданы внешнему устройству (например, автономному устройству, PLC, шлюзу IoT, дисплею) для просмотра, статистики или удаленного мониторинга пользователем, и этот шаг выполняется модулем вывода данных. Общие способы вывода делятся на две категории: "проводной выход" и "беспроводной выход", как указано ниже:

1. Проводной выход (основной способ)

Выход импульсов:

Традиционный способ выхода, выходной импульсный сигнал через « изоляцию оптической связи» - 1 импульс соответствует фиксированному значению электрической энергии (например, импульс 1 = 1 Вт или импульс 1 = 0,1 кВт, установленный параметрами модуля). Внешним устройствам (например, счетчикам, монолитным машинам) достаточно подсчитать количество импульсов, чтобы вычислить общую электрическую энергию (например, 1000 импульсов, соответствующих 1 кВт), для традиционных счетчиков, простых статистических сценариев потребления энергии.

Вывод цифрового интерфейса:

Подходит для сценариев, требующих чтения нескольких параметров, передачи полных данных (напряжение, ток, мощность, электрическая энергия и т. Д.) через стандартизированный цифровой интерфейс:

I2C / SPI: высокоскоростной синхронный интерфейс, подходящий для тесной связи между модулями и MCU (например, модуль интегрирован внутри интеллектуального розетки), высокая эффективность передачи и простая проводка.

2. Беспроводной выход (интеллектуальный сценарий)

Часть « интеллектуальных измерительных модулей» интегрирует модули беспроводной связи, передавая данные непосредственно на удаленную платформу (например, облако, мобильное приложение), без проводного подключения, подходит для плагиата Интернета вещей, сценариев удаленного мониторинга:

Широкомасштабная вычислительная сеть с низким энергопотреблением (LPWAN): например, LoRa, NB - IoT, с большим расстоянием покрытия (до нескольких километров от LoRa), низким энергопотреблением (батарея может работать несколько лет), подходит для наружного оборудования (например, фотоэлектрический инвертор, мониторинг энергопотребления уличных фонарей);

Беспроводная связь на короткие расстояния: например, WiFi, Bluetooth, подходит для внутренних сцен (например, розетка для умного дома, подключение к домашнему маршрутизатору через WiFi, мобильное приложение для просмотра энергопотребления в режиме реального времени).

Похожий продукт рекомендовать