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1、摘 要随着电力系统配电网络规模的扩大，网络的监测愈显重要。为了能够更加精确、简便的监测配电网络，提高电网的可靠性，利用单片机信号处理能力强的特点，在一种新的采样原理的基础上，设计了一种三相电压电流测试仪。本测试仪用电压和电流互感器构建信号转换电路，将大电压电流信号转换为便于处理的小电压电流信号，以80C196KC作为主控芯片，采用专用电能计量芯片对信号进行数据采集与处理，并通过SPI口与MCU进行数据通信。本测试仪可以同时对电压、电流、频率等电参数进行测量，参数显示采用液晶显示技术，并配有RS485通信接口，可以将测量的数据传送到监控中心，多台测试仪表还可以形成控制网络，便于管理。在抗干扰方面
2、，本测试仪采用软硬件相结合的方式，从硬件电路到软件编程，都提供了相对应的抗干扰措施，大大的提高了测试仪的抗干扰能力，增强了稳定性。另外，本测试仪集测量、控制、显示等功能于一体，具有测量信号多、精度高、显示直观、高性价比等特点，还形成了多系列产品，并能灵活进行倍率调整，可以满足不同用户的不同需要，具有良好的应用前景。关键词： 单片机；测试仪；液晶显示ABSTRACTWith the development of the electric power system.the supervision of network states is becoming more and more importa
3、nt.Inorder to supervise states of electric power system precisely and simply improveits reliability,we design a kind of three-phase voltage and current tester.The EPMI uses voltage and current mutual inductors to construct signal transition circuit.The voltage and current mutual inductors can transf
4、orm strong signal to weak signal which can be processed conveniently. 80C196KC is the main-control chip of the EPMI.The EPMI uses the special chip to measure electrical energy to acquire and process data.The communication depends on SPI interface.The EPMI can measure voltage,current,frequency and ot
5、her electrical parameters synchronously, and display the measured parameters on LCD.Furthermore, the EPMI can transmite the measured data to the surveillance room through RS485 bus interface.If there are many EPMIs,they can be formed as a controlling network and managed easily.In the anti-jamming as
6、pect,the EPMI adopt the way which combinated software and hardware methods.Both hardware circuit designing and software programming have provided relevant anti-jamming methods,so the antijamming ability and stability of EPMI has improved observably.Moreover,the EPMI which includes measuring,controll
7、ing,displaying and other function has the characteristics of multi-function,well-precision,display intuitionisticly,good performa nce and low cost.The EPMI has formed many series of production and can adjust the coefficient so flexibly that it can fulfil different clients demand and it will have a g
8、ood future.Keywords：MCU；intelligent instrument；LCD目 录1 引言62 系统概述63 硬件电路73.1 硬件总体设计73.2 单片机应用系统83.3 前向模拟输入通道93.4采样电路设计93.5信号调理电路103.6 计量原理113.7 脉冲输出123.8 电源电路及信号转换电路设计123.9 键盘及显示单元133.9.1 键盘接口设计133.9.2 液晶显示器接口设计143.10 单片机与上位机的通信154 软件设计1541 程序设计1542 软件抗干扰174.2.1 防脉冲干扰平均值数字滤波法求瞬时值184.2.2 采用滑动平均值数字滤波法求
9、平均值185精度分析185.1 u(n)、i(n)的精度185.2 计算误差195.3 计算方法引起的误差195.4 测试结果196结束语19参考文献20致 谢21注释表ADC(Analog to Digital Converter)模数转换器EPROM(Erasable Programmable ROM)可擦除可编程ROMLCD(Liquid Crystal Display)液晶显示屏MCU(Micro-Control Unit)微控制器MSSP(Master Synchronous Serial Port)主控同步串行端口OTP(One Time Programming)一次可编程PSP(
10、Parallel Slave Port)并行从动端口SPI(Serial Peripheral Interface)串行外围接口SSP(Synchronous Serial Port)同步串行端口U-电压有效值 P-功率I-电流有效值F-频率N-仪表常数Un-额定电压Ib-额定电流Imax-最大电流Istart-启动电流VCC-工作电压1 引言目前的三相测试仪大多数都采用平均值法测量交流电压和电流的有效值。这种交直流转换法测量交变信号的有效值存在着诸多缺点：非真有效值测量、无法测量非正弦交变周期信号、可测频域窄、存在转换误差及直流漂移误差等。另外，由于电力电子技术的发展，导致电力系统谐波含量迅
11、速增长，电压和电流波形产生畸变，对电力系统和用电设备的安全运行带来严重影响。为保证供电质量必须对谐波源和供电点的电压和电流谐波含量进行实时检测。本文提出的科研产品“三相电压电流测试仪”，应用单片机作为仪表智能部件，采用芯片内部s级的AD转换器作为数据采集器，由于是对信号进行逐点瞬间采样，从原理上克服了目前三相电测仪表的种种缺点。应用16位单片机数据计算、处理功能强的特点，仪表可实现全电学量的实时跟踪测量。222 系统概述为了避免强电信号对弱电信号的干扰，在整体结构上采用三层电路板：底层为信号采集电路板，因其上面布置了很多大而重的元器件，为了保持整个测试仪结构上的稳定性，将其至于底层。中间层为信
12、号处理电路板，该层是将信号采集板传送过来的小电压电流信号进行一些相关的处理，这层板也是本次设计的主控电路板；上层是LCD显示电路板，用于对从中间层传送过来的测量参数进行显示。其中底层与中间层通过一根26芯的信号线连接，而中间层与上面的LCD显示层间通过一根20芯的信号线相连。测试仪的整体结构如图1所示。图1 电参数测试仪整体结构框图基于测试技术与信号处理中的采样定理1，实现对三相电信号采集。系统充分发挥了80C196KC系列单片机强大的数据采集能力，AD采集速率可达到80 Kbs。Lab WindowsCVI提供了串口编程的函数库，这样便于用户开发程序。应用软件分析计算出相位差、电压基波有效值
13、等参数。测试仪系统结构如图2所示。软件结构上、下位机采用Keil C软件编程，上位机采用Lab WindowsCVI软件编程。电路设计中交流信号经过放大处理后，由频率测量电路、电压测量电路和电流测量电路分别输入单片机，采集到的数据经单片机处理后通过串口送到上位机做进一步的信号分析处理。单片机内部16位8通道AD转换器用于采样4路电压、4路电流信号，并将其转化结果通过RS-485串口送入上位机。根据这些信息，上位机用户界面显示电压、电流波形：用Lab WindowsCVI中的相关分析函数计算相位差。根据离散积分公式2计算电压、电流的有效值并在用户界面上显示。图2 测试仪系统结构图对于真有效值的测
14、量：利用80C196KC单片机控制ACH0、ACH1双通道的AD转换器，同时对电压、电流波形进行逐点数据采集 u(n)、i(n)(n =1，2,N),我们可以从离散的数字序列中推导出电参数：交流电压真有效值U、交流电流真有效值I分别为：上式中参与运算的各瞬变数字量u(n)、i(n)都是经过零点自校和满增益自校后，通过误差修正的数学模型算法处理后的复原值。3 硬件电路3.1 硬件总体设计 硬件设计的主要任务是基于总体方案设计，选择系统所需的各类元器件、设计系统的电子线路图和印刷电路板、安装元器件的调试硬件线路。硬件设计应确保功能设计和接口设计满足系统的需求，并且充分考虑和软件的协调工作关系，注重
15、选用高集成度的器件和采用硬件软化、软件硬化等设计技术。电参数测试仪的硬件总体设计图如图3所示。图3 电参数测试仪的硬件总体设计图由图3可以看出，该系统主要由电压和电流数据采集模块、计量模块、MCU模块、LCD显示模块、功能设置模块以及通信等模块组成。本测试仪的MCU模块采用80C196KC单片机，用于控制各个功能模块的连接与执行。其主要作用与计量模块之间的信号传输、控制并传输各参数的测量值至LCD进行显示、通过功能模块对整个系统进行参数设置以及通过RS485与上位机进行数据的通信与传输。电压和电流数据采集模块由电压互感器和电流互感器以及抗混叠滤波器组成，电压和电流互感器用于将大电压、大电流信号
16、变换为可以经过ATT7026处理的小电压、小电流信号，变换以后的小信号经过抗混叠滤波器进行滤波，得到无失真信号，并将该信号传送至电能计量模块。电能计量模块采用ATT7026作为计量芯片，ATT7026将经过滤波后的信号进行A/D采样并经过一系列数学运算，将处理后的数据存放在相对应的寄存器中，再通过MCU读取相应寄存器的值以进行其他信号处理。 LCD显示模块是测量参数的显示部分，采用12864的点阵液晶显示，综合比较各类显示器件，液晶显示器件具有很多独到的优异特性：低压、微功耗显示信息量大；长寿命；无辐射、无污染。在本次设计中，液晶型号为GM12641其控制器为HD61202，这样使得测试仪测量
17、到的各参数能够实时显示。通信模块采用RS485接口通信，主要用于数据的传输，将测试仪测量到的各个参数的值经过RS485接口传输到上位机，实现配电中心或监控室的实施监控，从而及时掌握各测试仪的运行状况。若有多台测试仪同时工作，还可以通过RS485接口通信形成控制网络。32 单片机应用系统系统是由单片机80C196KC、程序存储器EPROM27C128、数据存储器RAM6264、锁存器74HC373、通用逻辑阵列GAL16V8等相关电路组成。80C196KC具有16位的乘法指令，这正是开发本测试仪所必需具备的。单片机系统完成：数据采集、信号预处理、快速FFT、各参数的运算、显示及画面切换处理功能。
18、 该单片机功能强大的集成模块简化了硬件电路设计。测试仪AD转换器是由内置的8通道12位AD转换器实现。最重要的是片内RAM与上位机通讯时，可在RAM 中开辟下位机的数据缓存区。这样下位机可分时进行数据采集和数据传输 ，大大提高了数据采集速度 。 将单片机 IO口分配为：A10AI3为电压模拟量输入口；AI4AI7为电流模拟量输入口。33 前向模拟输入通道本系统的特点是由硬件部分保证前向模拟输入通道测量精度，前向模拟输入通道结构框图如图4所示。本仪器由前置的1100衰减器和电压比较器阵列可将lV至1000V的输入电压信号自动地分为8个量程信息。因为电网信号的带宽一般不是有限的，为防止混叠效应及高
19、频干扰，被测信号要经过抗混叠滤波器。低通滤波器的设计要考虑到：保证信号传输不失真即信号通过滤波器时，输入与输出之间相移与频率成正比，同时在频谱范围内，滤波器幅频特性应是平直的。低通滤波器采用五阶巴特沃斯滤波器及阻容元件构成。3.4 采样电路设计图4 前向模拟输入通道结构框图为了对被测信号进行快速FFT，将被测电压及电流信号在一个周期等间隔采样128点。以微处理和快速FFT算法为基础的电力系统电学量在线测量时，其误差来源有：模拟量离散化时引入的误差、数据处理中的运算舍入误差、AD转换的量化误差，对周期信号而言，表现为当采样频率和信号基频不同步时产生的泄漏误差(Leakage errors)，这是
20、造成对周期信号进行分析、处理的主要误差来源。采用软件方法：如插值算法3，对采样数据重新排序等，仅仅只能减小而不能从根本上消除误差。为了克服上述原因产生的误差，在测试仪中设计了一个128倍频率的采样、保持电路，其核心是以锁相环集成电路CD4046、双单稳态触发器MC14538构成的数字锁相环(DELL)。当信号基频发生漂移时，128倍频电路能自动跟踪信号基频，每隔20ms128=15625 s启动一次AD转换，保证在任何一个完整的周期内，等问隔完成128次瞬间采样。3.5 信号调理电路在信号采集与处理模块中，信号采集板的作用是向信号处理板提供所需要采集的交流信号和电源，并隔离了一些干扰信号，避免
21、其进入主控电路板。将强电信号转换为弱电信号采用互感器方式。电流和电压互感器是电力系统中一种特殊的变压器，它们把大电流变成小电流，把高电压转换成低电压，用来使仪表、继电器与主电路绝缘，以保证电力系统的安全。另外当电力线路发生故障时，出现过电压或过电流时，由于互感器铁芯趋于饱和，其输出不会成正比的增加，能够起到对测量仪表设备的保护作用。图5 电压信号采集电路图6 电流信号采集电路电压信号采集电路如图5所示。采用互感器对三相交流电隔离降压，经差模放大后输入单片机。采用VREF2为参考电压基准，将交流电压信号的零点提升到VREF2，使采样到的正弦信号介于0和VREF之间，单片机能够识别，而电压信号放大
22、采用LM324差模放大，满足速度和精度要求。电流信号采集电路如图6所示，采用5：1000的交流互感器，电流信号接入互感器的输入端，输出端并联一只采样电阻，将电流信号转换为电压信号，测试原理与电压相同。经过零比较器将交流电压信号转换成方波信号。采用80C196KC单片机中的PCA捕捉比较模块。在捕捉到第一个上升沿的同时打开定时器。在捕捉到第二个上升沿时读定时器的值。并给定时器清零，由此计算出交流电的频率。PCA捕捉比较模块的IO和外部时钟输入通过数字交叉开关配置到MCU的IO端口引脚。3.6 计量原理（1）电路基本参数的测量原理4(2) 信号处理模块说明数字高通滤波器主要是用于去除电流、电压采样
23、数据中的直流分量。数字移相滤波器主要完成对电压信号移相90度的信号处理。在保证信号幅频响应不衰减的前提下，能够对30-1500Hz的采样信号进行移相90度的处理。因此无功计量的带宽限制在1500Hz以内。 有效值测量通过对电流、电压采样值进行平方、开方以及数字滤波等一系列运算得到。误差小于0.1%。3.7 脉冲输出ATT7026提供两种脉冲输出：高频脉冲以及低频脉冲。通过高频脉冲输出寄存器可以设定高频脉冲输出频率，可用于仪表的校验。通过低频脉冲输出寄存器可以设定低频输出频率，可直接用于驱动机电式计度器。3.8 电源电路及信号转换电路设计电源是系统中一个不可缺少的而又很重要的部分，系统中如果没有
24、电源则整个系统将处于瘫痪状态。在整个测试仪系统中的各个单元几乎都为有源器件，需要对其施加一定的电压才能正常工作，而且一般都为直流电源。直流电源一般由市电电网的交流电压经过变压、整流、滤波、稳压等变换后所得。本测试仪在设计时利用A相的220V电压通过变压器转换成9V的交流电压，然后经过整流桥和稳压芯片7805后得到直流电压，再经过滤波就可得到+5V的直流电压，这个电压主要用于对主控电路板上的诸如单片机、ATT7026、液晶及485芯片供电。电源电路设计5如图7所示。在本电路中为了防雷击和过压或过流，在信号进入互感器之前接入压敏电阻，这种相当常见的电阻虽然价格低廉，但在电路中却起着重要的作用。压敏
25、电阻在电路中的作用可以形容为保险丝，压敏电阻有其最大的耐压值，当通过压敏电阻的电压超过最大耐压值时，压敏电阻就会被击穿，形成短路，从而可以保证后面电路中部件或配件的安全。图7 电源电路设计图从电网上传送过来的电压和电流经过电压和电流互感器之后，将强电信号转换为弱电信号，根据我们所选的电压和电流互感器的型号可知，经过电压互感器转换后，380V的交流电压变为0.5V的交流电压，而5A的交流电流经过电流互感器后出来的电流是2mA。由于信号采集模块采集的信号必须是电压信号，因此在电流互感器的输出端并联一个电阻将电流信号转换为采集模块所需要的电压信号。信号转换电路设计图如图8所示。互感器除了采集交流信号
26、外还有隔离和保护作用，因此通过互感器对强电和弱电信号进行隔离，很好的解决了强电信号和其他信号的干扰。图中引脚VIP、VIN、VUP、VUN的信号均送入ATT7026进行处理，其中10K电阻为偏置电阻。图8 信号转换电路设计图3.9 键盘及显示单元3.9.1 键盘接口设计键盘采用四键按钮，直接接到单片机P3口的INT0，利用其接受外部中断的能力完成键盘管理。四个按键分别是复位键、电压倍率设置键、电流倍率设置键及翻屏键。该系统是低电平复位，当系统无法正常工作时可以通过该复位键将整个系统复位，让其重新开始工作。该复位功能的实现是通过硬件来实现的，不需要软件的参与，同时该复位键还将完成对液晶的硬件复位
27、。电压和电流倍率设置键用来设置倍率，用户所需的电压倍率存放在EEPROM的0x10至0x1e单元中，电流倍率存放在EEPROM的0x20至0x56单元中，掉电前的电压和电流倍率分别存放在EEPROM的0x02和0x03单元中，每个倍率占用两个字节。电压、电流倍率设置键分别由单片机的RA4、RE2控制。首先无论按下其中哪个键，在液晶屏上均会出现倍率设置窗口，再次按其对应的按键就可以进行电压和电流倍率设置了。同时按下电压倍率设置键和电流倍率设置键则可以清除倍率设置窗口。翻屏键用来实现在第一屏和第二屏之间进行切换，不断显示各个参数的值，翻屏键由单片机的RA5控制。按键子程序采用查询方式，各个按键功能
28、的实现均是通过软件来完成。3.9.2 液晶显示器接口设计显示器选用图形点阵式液晶TM240128A作为用户界面。这是一种集控制、驱动、显示于一体的液晶显示器，它可直接与80C196KC相连。通过编程可按用户要求显示具体的画面(包括汉字、字母、数字、表格、曲线等)。本次设计中的按键采用薄膜按键，主要用于设置测试仪参数，如电压和电流倍率的设置、翻页显示及复位功能的实现。点阵式液晶显示的工作原理6：点阵图形式液晶由M行N列个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1个字节的8个位，即每行由16字节，共168=128个点组成，屏上6416个显示单元和显示RAM区1024个字节
29、相对应，每一字节的内容和屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16个字节的内容决定，当（000）=FFH时，则屏的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏的右下角显示一短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=FFH，（003H）=00H，（00EH）=FFH，（00FH）=00H时，则在屏的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本意思。利用图形显示方式的界面直观优势，我们设计了电压电流波形及频谱显示功能。通过软件上自编的“极大量显示算法”。以最为有效的分辨率实时地再现电压电流采样
30、值波形和各相谐波分布棒图。图9为电参数测试仪中的波形显示屏。图9 波形显示屏 3.10 单片机与上位机的通信由于单片机的结构简单，设计应用方便，抗干扰及在各种环境下适应能力强，因而被称之为工业自动化系统中的前端处理器(被称之为下位机)。常常被设置到现场采集各种数据及信息，同时可进行简单的数据处理后送到微机(被称之为上位机)，而且单片机(下位机)同时也是一种控制器，接受微机(上位机)下达的命令，对现场进行相关的自动控制。微机的功能十分强大，人机界面友好，能处理各种各类非常复杂的问题。在工业自动控制系统中被称之为中央处理器(上位机)。它将来自单片机(下位机)的信息和数据，经处理后在微机界面上显示出
31、来，同时向单片机(下位机)下达命令，以达到微机(上位机)对单片机(下位机)的控制，从而达到对现场的实施控制。本测试仪带有RS485接口，以便于电参数测试仪将测量到的各个参数的实时值通过RS485传送到监控室或者配电中心，这样配电中心也能很清楚直观的观察到各个电参数测试仪的运行状况，准确把握电网状况。4 软件设计 41 程序设计测试仪下位机的软件设计采用Keil C软件编程7。系统程序由主程序、信号采集子程序、信号处理子程序、串行通信子程序和中断子程序等部分组成。80C196KC与上位机的串行通信采用其自带的UART硬件传输中断，以满足数据双向传输的异步和实时要求。单片机数据采集和处理子程序的流
32、程如图10示。图10 数据采集和处理子程序主程序代码如下：Void main() AD()； AD初始化Timer()； 定时计数器初始化OsciUator()； 晶体振荡器初始化IO()； IO口初始化p17=0； 设置LEDdo 模拟量采集 Frequency()； PCA捕捉上升沿测量频率ADConvert(0x01，512，2)； AD转换do ADReceive()；while(receive_flag=0)； ADSend()； 结果送上位机receive_ flag=0；while(1)；上位机软件编程涉及到有效值计算、交流电流和电压的补偿调整、相位差计算、幅值计算等。其中相位差
33、计算主要由Lab WindowsCVI软件自带的相关分析函数int Correlate(double x，int n，double Y，int m，double rxy)完成，其程序代码如下：int CVICALLBACK Phase(int panel，int control，int event void*callbackData，int eventDatal，int eventData2)int Rum，numl，num2，num3；double wavel， wave2， wave3，temp；double shu311511=0，shu41511=0;switch(event)num1
34、=num+num；wave1=malloc(num1*sizeof(double)； 波形1Correlate(shu31,num，shu3lnum，wave1)；num2=num+num；wave2=malloc(num2*sizeof(double)； 波形2Correlate(shu41，Rum，shu41，Rum，wave2)；corr1max=wave1num-1num；corr2max=wave2num-1num；num3=num+num；wave3=malloc(num3*sizeof(double)； 波形3Correlate(shu31，Rum，shu41，Rum，wave3
35、)；for(r=0；rnum*2；r+)wave3r=wave3rnum；corr3max=wave3Inum-1；temp=corr3maxsqrt(corr1max*corr2max)；phasediff=acos(temp)*180PI；break； return 0； 42 软件抗干扰抗干扰技术是测控系统研制中不可忽视的一个重要内容。采用同步采样技术计算电流、电压有效值时，如果采样得到跳动很大的脉冲干扰，该读数会很不稳定，很不真实。因此必须用数字滤波方法去掉干扰信号，保证读数可靠性。在进行单片机应用开发8的过程中，经常遇到在实验室调整很好的单片机一到工作现场就会出现这样或那样的问题，这
36、主要是由于设计未充分考虑到外界环境存在的干扰，如机械震动、各种电磁波和环境温差都会影响硬件系统的性能，导致电控单元不能正常工作。影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰，并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素，常会导致单片机系统运行失常，轻则影响产品质量和产量，重则会导致事故，造成重大经济损失，因此其抗干扰9设计就显得尤为重要。1形成干扰的基本要素：干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。传播路径。指干
37、扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。敏感器件。指容易被干扰的对象。如：ADC、DAC、单片机、数字IC、弱信号放大器等。2干扰的耦合方式干扰源产生的干扰是通过耦合信道对微机测控系统产生干扰作用,因而需要隔离干扰源与控制系统之间的耦合信道。表1列出了干扰源的主要干扰方式及特征。表1 干扰源的主要干扰方式及特征4.2.1 防脉冲干扰平均值数字滤波法求瞬时值将某一电学量的采样运算连续运行次，得到N个数据 ，由于存在各种干扰引起的粗大误差，使数据偏离真实值，当剔除m个粗大干扰值后，其真值Xi可表示为 式中Xi 第i次采样值。一般粗大干扰值是偏离置的最大
38、值，即仅有可能是Ximax值和Ximin值。这是一种掐头去尾求平均值的滤波算法。这种方法既可滤去脉冲干扰，也可滤去小的随机干扰。4.2.2 采用滑动平均值数字滤波法求平均值平均值用滑动平均数字滤波法来求取。滑动平均值法采用循环队列作数据存储器，每求得一个新的数据，把新的数据放入队尾，而扔掉原来队首的一个数据，然后再求这些数据的算术平均值。5 精度分析5.1 u(n)、i(n)的精度u(n)、i(n)的幅值精度取决于 AD转换器及前向模拟输入通道 ，假定后者精度已满足要求，80Cl96KC的AD转换器采用 lObit、lLSB 。对正弦信号而言，其电压蜂峰值为2倍的幅值，考虑到波形畸变等因素，取
39、放大系数 22倍，分配到RMS只有 102456183级，考虑到 AD转换器的量化误差，其转换精度为+O48RMS。综合前向模拟通道部分，误差控制在+06RMS以下。5.2 计算误差 由于采用有限长度数字，因此引入计算误差。因为U、I、P均为瞬间值乘积的积分，考虑到单片机数据处理的能力，机内乘积用l6bit，累加计算使用32bit，引人误差非常小，经仿真计算实际引人误差小于+00l5.3 计算方法引起的误差可以证明，当周期信号的谐波次数为有限项，且采样问隔Ts满足 Neiquist定理，同时信号周期恰好是采样周期的整数倍N，那么电压、电流、功率等连续信号积分与离散信号求和是相等的，理论上没有测
40、量误差。5.4 测试结果为检查测试仪的性能 ，利用标准方渡进行了测试。通过对谐波分析发现，测试与理论值略有误差。这是因为在目前的条件下，要实现严格的同步采样是比较困难的。结果表明，本测试仪未超过国家B级谐波测量允许误差范围。6 结束语根据多功能电参数在线测试仪对准确度的要求及被测信号的实际情况，采用硬件部分保证前向模拟输人通道测量精度，运用16位单片机数据计算、处理功能强的特点，用软件编程保证算法，实现了对三相电参量的实时跟踪测量。文章中提出的多种技术设计原理，经过长期的应用与验证，具有普遍的应用意义。参考文献1 范云霄，刘桦测试技术与信号处理M北京：中国计量出版 社20022 杨素行模拟电子
41、技术基础简明教程M北京：高等教育出版社，20063 T.Grardke Interpolation algonthms for discrete Fourier transforras of weighted aignals M. IEEE trans.Instrum.Meas1987(6)4 秦曾煌，电工学：电工技术M，北京：高等教育出版社，1990：1801985 郝鸿安 常用模拟集成电路应用手册M.北京：人民邮电出版社，19996 李维諟、郭强，液晶显示控制技术M，北京：电子工业出版社，20017 童长飞 C8051F系列单片机开发与C语言编程M. 北京航空航天大学出版社，20058 赵
42、峻彦、李曼，单片机系统的抗干扰设计，长春大学学报，2005年02期9 王幸之、王雷等，单片机应用系统抗干扰技术M，北京：北京航空航天大学出版社，200010 Reason J.Communications Alternatives for Distribution Aumation.Electical World.199311 Reason J.Why Utilities Must Keep Pace with Radio Technology.Electical World.1993致 谢时光荏苒，光阴似箭，短暂而又美好的大学生涯即将结束。在此期间，受益颇多，这都离不开关心和帮助过我的老师和同学们。本课题和论文是在导师教授的精心指导下完成的，在课题的研究过程中汪老师给予我无私的帮助和悉心的关怀，并提出了许多宝贵的指导性建议，为此付出了辛勤的劳动。汪老师博大精深的知识面、扎实的理论基础、严谨的工作作风和一丝不苟的治学精神给我留下了深刻印象，使我终身收益。另外，汪老师也是一个注重动手能力培养的学者，在大学求学阶段，他提供了许多助教机会，锻炼并提高了我的实际动手能力和与人交往的能力。所以在此，谨向汪老师给以最诚挚的谢意和崇高的敬意，并祝他身体健康！最后我要感谢我的家人，感谢他们在生活上给予我的关心和帮助，他们的期望和鼓励激励我不断前进。
