[发明专利]实时微机电量录波仪

说明书

本发明涉及一种实时微机电量录波仪，属电子测量仪器技术领域。

实时记录电量的变化波形对事故后的科学分析是必不可少的。国内外目前使用的各种故障录波仪，只能记录电压和电流的瞬时值波形，不能记录电压、电流的有效值以及有功功率、无功功率和频率等的变化波形。用现有的故障录波仪记录电压、电流的有效值以及有功功率、无功功率和频率等的变化形，必须在输入端接上相应的电量变送器，即电压变送器、电流变送器、有功功率变送器、无功功率变送器和频率变送器。这样做带来了两个问题：一是所用的仪器太多，使现场的接线非常乱，易出错。二是各种电量变送器都有时间常数，加上故障录波仪本身的时间常数，使记录的波形与实际波形产生了较大的“时差”，影响了实时性，也使事故后的科学分析受到了影响。

本发明的目的是利用最新的单片机技术，研制一种新型的实时微机电量录波仪，它既能记录各种电量的瞬时值，又能记录电量的有效值，以提高故障分析的准确性。

本发明的内容是实时微机电量录波仪包括以下各个部分：

1、用于将三个交流电流和三个交流电压的模拟信号转换为数字信号的数据采集部分，由电流电压变换器、电压变换器、采样保持器，多路开关和A/D转换器组成。

2、用于根据数据采集部分的信号计算出电压和电流的有效值以及有功功率和无功功率的参量计算部分，由16位单片机、数据存储器RAM、程序存储器EPROM组成。

3、用于显示和记录单片机采集和计算出的波形和数据的接口芯片和绘图仪。

附图说明：

图1是本发明的结构框图。

图2是测量频率用的整形电路。

下面结合附图，详细介绍本发明的内容。

输入的三个交流电流和三个交流电压，通过电流电压变换器和电压变换器变换成1至5伏的电压量。单片机通过控制采样保持器、多路开关和A/D转换器，可以采集到三个电流和三个电压的瞬时值。利用采集到的瞬时值，可以计算电压、电流的有效值，以及有功功率和无功功率。计算公式如下：

U（电压有效值）

= 1 T ∫ 0 T u 2 dt = 1 n Σ k = 1 n u k 2 ]]>

（u_k是采集的瞬时值）

I（电流有效值）

= 1 T ∫ 0 T i 2 dt = 1 n Σ k = 1 n i k 2 ]]>

（i_k是采集的瞬时值）

P（有功功率）