[Tanya 4]

Точность не менее 1%, искажения формы импульса до 25%, импульс получается при прохождении тока через открытый тиристор ( падение напряжения на открытом тиристоре будет учтено ). Величину напряжения с частотой 50 Гц, и со всем приложенным к ней "мусором" который есть в сетевом напряжении.

Понятно мне, зачем Вам это...

Есть такие штучки - аналоговые перемножители - они Вам подойдут, но недешевые...

Есть еще измерители мощности для подсчета электроэнергии... Но внимательно не смотрела, могут ли они один полупериод оцифровать... Вроде бы должны....

[Stanislav 0]

Точность не менее 1%, искажения формы импульса до 25%, импульс получается при прохождении тока через открытый тиристор ( падение напряжения на открытом тиристоре будет учтено ). Величину напряжения с частотой 50 Гц, и со всем приложенным к ней "мусором" который есть в сетевом напряжении.

С мусором - проще. :) Хотя, задача не совсем тривиальная.

Прежде всего, нужно локализовать импульс, т.е., запускать измеритель в момент его начала, и останавливать в конце, иначе нагребёте лишних помех.

При "аналоговом" подходе можно использовать измеритель действующего значения, типа AD737, к выходу которого через аналоговый ключ подключен интегратор со сбросом. Запускать интегрирование (замыкая ключ) надо с началом импульса, а останавливать (размыкая его) - сразу после его окончания. К этому времени на выходе интегратора установится напряжение, пропорциональное среднему квадрату входного напряжения за время действия импульса, и будет там сохраняться, пока его не сбросите.

 

"Цифровой" подход более прост и дешёв в реализации, но требует навыков программирования МК с АЦП. Смысл его в том, чтобы производить возведение в квадрат и интегрирование в цифрЕ. Единственный ньюанс - частоту дискретизации сигнала и частоту среза анти-алиайзингового входного фильтра нужно выбирать сравнительно высокими: скажем, 10 кГц и 1 кГц. Запустив цикл преобразований с началом импульса и тормознув после его окончания, получим массив из 200 значений. Далее, нужно его поэлементно возвести в квадрат, просуммировать, извлечь из суммы корень и отмаштабировать из "попугаев" в физическую величину. Всё.

[rsln 0]

"Цифровой" подход более прост и дешёв в реализации, но требует навыков программирования МК с АЦП. Смысл его в том, чтобы производить возведение в квадрат и интегрирование в цифрЕ. Единственный ньюанс - частоту дискретизации сигнала и частоту среза анти-алиайзингового входного фильтра нужно выбирать сравнительно высокими: скажем, 10 кГц и 1 кГц. Запустив цикл преобразований с началом импульса и тормознув после его окончания, получим массив из 200 значений. Далее, нужно его поэлементно возвести в квадрат, просуммировать, извлечь из суммы корень и отмаштабировать из "попугаев" в физическую величину. Всё.

С какой точностью нужно АЦП?

Что такое анти-алиайзинговый входной фильтр?

[Stanislav 0]

С какой точностью нужно АЦП?

Разрядность, если она более 8, особой роли не играет. Нужен только достаточно стабильный опорный источник. Не уверен, что встроенные в МК опорники удовлетворят Вашим требованиям. Я бы поставил внешний.

 

...Что такое анти-алиайзинговый входной фильтр?

Google->anti-aliasing filter.

Для данного случая - ФНЧ на входе АЦП, по-русски.

В простейшем виде - интегрирующая RC-цепочка.

[Designer56 0]

С мусором - проще. :) Хотя, задача не совсем тривиальная.

 

 

"Цифровой" подход более прост и дешёв в реализации, но требует навыков программирования МК с АЦП. Смысл его в том, чтобы производить возведение в квадрат и интегрирование в цифрЕ. Единственный ньюанс - частоту дискретизации сигнала и частоту среза анти-алиайзингового входного фильтра нужно выбирать сравнительно высокими: скажем, 10 кГц и 1 кГц. Запустив цикл преобразований с началом импульса и тормознув после его окончания, получим массив из 200 значений. Далее, нужно его поэлементно возвести в квадрат, просуммировать, извлечь из суммы корень и отмаштабировать из "попугаев" в физическую величину. Всё.

Именно- не совсем тривиальная. Станислав, тема почти что в продолжение нашего с Вами разговора об измерении параметров переменного тока. В данном случае, лучше посчитать спектр и воспользоваться теоремой Парсиваля для определения суммарной мощности. Иначе, при возведении в квадрат/интегрировании/извлечении корня соберется мощность всех шумов, включая и шумы квантования АЦП. Но это уже сложнее, тем более, что и в этом случае нужно будет учитывать тонкие эффекты ДПФ/БПФ при конкретных частотах дискретизации. Хотя, я что-то не помню, чтобы автор упоминал требуемую ему точность измерения.

П.С: к сожалению, мне не удается все подробно ответить Вам в привате, послепраздничный дурдом на работе. Разгребу дела- напишу обязательно.

П.П.С: измерение параметров пременного тока в реальности по одному полупериоду- вещь более чем сомнительная, по моему мнению.

[DogPawlowa 0]

Точность не менее 1%, искажения формы импульса до 25%, импульс получается при прохождении тока через открытый тиристор ( падение напряжения на открытом тиристоре будет учтено ). Величину напряжения с частотой 50 Гц, и со всем приложенным к ней "мусором" который есть в сетевом напряжении.

Коллега делал контроллер, в котором четыре нагрузки подключались последовательно к пульсирующему напряжению во время одного полупериода сети. Микроконтроллер на лету подсчитывал энергию каждого из четырех импульсов, и выключал соответствующий ключ при достижении нужного значения.

Ваша задача попроще будет.

Единственная проблема - "мусор" (сильная импульсная помеха по сети не может быть правильно учтена).

[rsln 0]

На одной фазе есть мощный тен, мощность, выделяемая на нем, регулируется тиристорным блоком от 0 до максимума. Есть там и пару електродвигателей. Форма сети очень страшная. На той же фазе, только в другой комнате есть электрооборудование. Вот для этой комнаты нужно сделать устройство измеряющее ток порребления всего оборудования, каждого прибора отдельно и действующее, среднеквадратичное напряжение сети. Не плохо было бы измерять угол сдвига между током и напряжением в этой фазе. Точность измерения, не менее 1%.

[molchec 0]

Напряжение "страшное" скорее из-за тиристорного блока, поскольку потребление (при не максимальной выходной м-ти) идет не весь полупериод синусойды, а только часть полупериода. Естественно появляются высшие гармонические которые все и похабят. Для измерения действующего и среднеквадратического значения имеются уравнения в любом соответствующем учебнике. Как "считать" это дело ваше. Если на ОУ то для начала советую просмотреть книги Титце & Щенк и Шило.

[Stanislav 0]

Именно- не совсем тривиальная. Станислав, тема почти что в продолжение нашего с Вами разговора об измерении параметров переменного тока. В данном случае, лучше посчитать спектр и воспользоваться теоремой Парсиваля для определения суммарной мощности. Иначе, при возведении в квадрат/интегрировании/извлечении корня соберется мощность всех шумов, включая и шумы квантования АЦП.

Дык, я же спрашивал автора темы об этом... См. пост № 13.

Посему думается, что Фурье здесь лишнее. Нужно только выделить полосу, в которой будет измеряться сигнал.

 

Но это уже сложнее, тем более, что и в этом случае нужно будет учитывать тонкие эффекты ДПФ/БПФ при конкретных частотах дискретизации. Хотя, я что-то не помню, чтобы автор упоминал требуемую ему точность измерения.

Упоминал, как же. Вот:

Точность не менее 1%, искажения формы импульса до 25%, импульс получается при прохождении тока через открытый тиристор ( падение напряжения на открытом тиристоре будет учтено ). Величину напряжения с частотой 50 Гц, и со всем приложенным к ней "мусором" который есть в сетевом напряжении.

 

...П.П.С: измерение параметров пременного тока в реальности по одному полупериоду- вещь более чем сомнительная, по моему мнению.

Это зависит от того, каким образом был выделен этот полупериод, и какова нужна точность.

В данном случае, получить истинное напряжение сети с точностью 1% без тщательной калибровки прибора вряд ли удастся. Но, возможно, это и не требуется - нужно только определить энергию одиночного импульса. Эта задача, как я и писал уже, гораздо проще.

 

На одной фазе есть мощный тен, мощность, выделяемая на нем, регулируется тиристорным блоком от 0 до максимума. Есть там и пару електродвигателей. Форма сети очень страшная. На той же фазе, только в другой комнате есть электрооборудование. Вот для этой комнаты нужно сделать устройство измеряющее ток порребления всего оборудования, каждого прибора отдельно и действующее, среднеквадратичное напряжение сети. Не плохо было бы измерять угол сдвига между током и напряжением в этой фазе. Точность измерения, не менее 1%.

Простите, но, как мне кажется, вы изначально неправильно поставили задачу.

Если нужно измерять мощность потребителей, для этого нужно помножить напряжения на них на токи. Мгновенные значения, конечно.

Если в качестве измерителя используется АЦП, выборки напряжения и тока либо должны браться одновременно (синхронно), либо разница во временах выборок должна компенсироваться при вычислении произведения (введением искусственного временнОго сдвига путём интерполяции).

 

А в качестве датчиков тока что использовать собираетесь?

[GetSmart 0]

Если в качестве измерителя используется АЦП, выборки напряжения и тока либо должны браться одновременно (синхронно), либо разница во временах выборок должна компенсироваться при вычислении произведения (введением искусственного временнОго сдвига путём интерполяции).

Это легко сдвинуть RC-цепочкой.

[Stanislav 0]

Это легко сдвинуть RC-цепочкой.

НЕ легко.

Потому, как RC-цепочка в качестве элемента временнОй задержки широкополосного сигнала, да ещё и с точностью в 1%, не годится.

В цифрЕ же данный сдвиг может быть выполнен практически без потерь, путём интерполяции отсчётов сигнала и перевыборки (resampling-а).

[GetSmart 0]

А где там широкополосный сигнал? Сами же написали, что частота дискретизации 10 КГц и антиалиасинговый фильтр на КГц. И если АЦП умеет только поочерёдно оцифровывать ток и напряжение 200 раз за период, то задержать один из сигналов RC-цепочкой нужно на время одного измерения АЦП. Или я что-то не допонял?

[Stanislav 0]

А где там широкополосный сигнал? Сами же написали, что частота дискретизации 10 КГц и антиалиасинговый фильтр на КГц. И если АЦП умеет только поочерёдно оцифровывать ток и напряжение 200 раз за период, то задержать один из сигналов RC-цепочкой нужно на время одного измерения АЦП. Или я что-то не допонял?

Широкополосный - в том смысле, что отношение полосы измеряемого сигнала (сотни герц) к фундаментальной частоте (50) Гц, весьма велико.

Если нужно измерить активную мощность потребителя (это только моё предположение; возможно, автору темы нужно что-то другое), необходимо обеспечить точное фазовое соответствие компонентов сигнала с датчиков тока и напряжения в процессе измерения.

Мои рекомендации в части частот выборки и среза фильтра строились без учёта этого обстоятельства, вскрывшегося позже.

Задержать на время (временА!) выборки нужно сигнал(ы) во всей интересующей полосе. Частотные и фазовые искажения при этом определяются весьма жёсткими требованиями к точности (1%).

Компенсация задержки аналоговыми методами, да ещё с помощью простой RC-цепи, мне кажется в данном случае неприемлемой. В цифрЕ это получится гораздо лучше.

Более того, для работы с несколькими потребителями, вероятно, нужно будет использовать внешний, более скоростной, АЦП, или специальные микросхемы измерения мощности (у AD видел такие).

[rsln 0]

Из вышесказанного я уразумел одно - измерения нужно проводить с цифровой обработкой измеряемого сигнала. Тема для меня новая, не изученная. С чего начать изучение, так чтобы недели за две узнать теоритические основы? Что-то для быстрого старта.

[DogPawlowa 0]

Из вышесказанного я уразумел одно - измерения нужно проводить с цифровой обработкой измеряемого сигнала. Тема для меня новая, не изученная. С чего начать изучение, так чтобы недели за две узнать теоритические основы? Что-то для быстрого старта.

Для быстрого старта все теоретические основы см выше :-)

Определитесь с техническим заданием - (специально избегая вопросов спектров и проч) какой длительности импульсную помеху Вы должны проинтегрировать?