电子式电能表

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♠ 电能计量的原理

U、I 采样电路获取采集所需的信号（高电压、大电流 转换为 低电压、小电流）；

经过计量芯片的乘运算得到用户的瞬时功率  p=ui；

P/f变换器将该功率转换成脉冲；

脉冲经过累积计算即消耗的电能；

总结：ui » p » f脉冲信号 » 时间内脉冲数

 实际应用中的架构，有 ADC+MCU、ADC+DSP以及专用计量芯片+MCU等方式实现计量。

♠ 计量单元中的电压采样

2种方式：电阻分压网络和电压互感器。

电阻分压：多个电阻串联；串联后使得计量芯片VP和VN输入要在允许的范围内（限定了采样电阻和串联后总阻值之间的关系）。

如何提高采样精度：串联不少于3个，同时保证耐压能力

，采样电压U_C

零线上的分压电阻和采样电阻如下图，

 和

R=R_c+200K*5 = 1+200*5=1001K

 基于上面的公式，测算采样电压，假设冗余值为1.2倍的有效电压， 220*1.2*1/1001 ≈ 263mv

♠ 计量单元中的电流采样

对谁采样：零线电流和相线电流

采样方式：电流经锰铜分流器或电流互感器，然后以差分电压的形式送入计量芯片

♦ 锰铜分流器

《待补充》

计量芯片应用心得之硬件篇_电子小小胖的博客-CSDN博客

♦ 电流互感器

已知电流互感器变比为K，源侧电流 i(t), 则 输出侧 i(t)/K；已知差分电阻R，则电阻端电压为  R*i(t)/K;

如图为零线电流采样，

采样电阻为2*5Ω，已知变比为2000，当通过最大电流60A时，采样电压为 10*60/2000 = 300mv （注意不能超过计量芯片允许的最大电压）

♠ 过零检测

什么是过零：交流信号穿过X轴既是过零点。

如何检测：硬件实现和软件实现。

检测过零的目的：交流信号前后通过零点的时间差来测算频率。

过零检测注意的问题：当电网中存在很多谐波的时候，会造成测算误差。

过零点周期计算： ，进行N次统计，t为过零点的时间轴，Δt为一次过零周期，N次和求平均。