5600235924

Podstawy elektroniki i miernictwa na kierunku Informatyka, studia niestacjonarne

Rys. 11. Układ pomiaru mocy z (wprawnym pomiarem napięcia

Jeżeli przez obciążenie płynie prąd sinusoidalny to moc pobraną przez obciążenie wyrażamy mocą czynną

P_c = u i cos <p [W],    (15)

gdzie:    u - napięcie skuteczne w [V],

i - prąd skuteczny w [A],

ę - kąt przesunięcia fazowego między napięciem u i prądem i.

Z powyższej zależności wynika, że metodą pośrednią można mierzyć moc czynną tylko na obciążeniu rezystancyjnym. tzn. gdy cos q> = \.

Oprócz zaprezentowanej metody pośledniej obecnie do pomiarów mocy i energii coraz częściej stosuje się metody z wykorzystaniem techniki cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przykład takiego rozwiązania zostanie zaprezentowany w ćwiczeniu. Do pomiaru energii elekttycznej i mocy został wykorzystany układ scalony firmy Analog Devices AD7755 stosowany powszechnie w nowoczesnych elektronicznych licznikach energii elekttycznej.

Układ ten pozwala na wyeliminowanie tradycyjnych mechanicznych liczników energii, zapewniając dużą dokładność i odczyt w postaci cyfrowej. W układzie AD7755 wykorzystuje się dwa przetworniki analogowo-cyfrowe do przetwarzania sygnałów analogowy ch prądu i napięcia na wartości cyfrowe.

Dalsze przetwarzanie sygnałów (mnożenie, filtracja, zmiana skali) odbywa się na drodze cyfrowej. Rozwiązanie to pozwala na zachowanie stabilnych parametrów oraz dużej dokładności przy zmianach w arunków otoczenia oraz wraz z upływem czasu.

GO G1

Schemat blokowy układu AD7755 jest pokazany na rys. 12. Układ jest wyposażony w dwa przetworniki A/C do których jest doprowadzony sygnał napięciowy (V2P, V2N) oraz prądow y (V1P. V1N). Jako sygnał prądowy może być wykorzystywany sygnał z rezystora o rezystancji rzędu miliomów włączonego w szereg z obciążeniem lub z transformatora prądowego (w układzie laboratoryjnym zastosowano rezystor 1Q).

Przetworniki A/C są ty pu sigma delta, o rozdzielczości 16 bitów, z próbkowaniem 900 kHz. Przetwornik w kanale prądowym ma programowane cyfrowo wzmocnienie (sygnały Gl, G2. umożliwiają wybranie wzmocnienia: 1, 2. 8,16). co pozw ala stosow ać układ do szerokiego zakresem w artości prądu.

Zasada działania układu polega na cyfrowym wymnożeniu sygnałów z kanału prądowego i napięciowego, co daje sygnał odpowiadający' mocy chwilowej. Z sygnału tego przy pomocy filtru dolnoprzepustowego wydzielana jest część odpow iadająca mocy czynnej, która interesuje odbiorcę energii elektrycznej.

6