三相多功能电测表制造技术

本发明专利技术公开了一种三相多功能电测表，包括采样模块、计量芯片和MCU芯片，所述采样模块、计量芯片和MCU芯片依次连接，以接收采样模块输出的数据后进行谐波计算，所述计量芯片进行谐波计算的具体步骤如下：步骤一，将通过采样模块采样的缓存数据通过倒序位算法进行预处理；步骤二，对经过步骤一预处理后的数据进行蝶形运算；步骤三，通过蝶形运算完成DIT FFT算法对数据进行处理，进而完成谐波计算。本发明专利技术的三相多功能电测表，便可实现由ADC同步采样数据缓存数据的效果。数据缓存数据的效果。数据缓存数据的效果。

【技术实现步骤摘要】
三相多功能电测表


[0001]本专利技术涉及一种电测表，更具体的说是涉及一种三相多功能电测表。

技术介绍

[0002]随着电力自动化的发展，安装在用户线路上的电能仪表样式种类不断变化，数显多功能电测表在生活中越来越重要，多功能电测表能够直观的显示用电线路上的电压、电流功率，功率因数，有功电能等相关电测量参数，人们更加方便直观的查看用电数据，更方便的对用电情况进行数据分析。
[0003]因而现有技术中有专利号为201922238289，名称为一种三相多功能计量系统的专利技术专利公开了采用设置采集模块、计量芯片和微处理器模块的组合作用来有效的实现对于三相电的电测量参数进行检测，测量的过程中主要是通过采集模块采集三相电的电压和电流，然后输入计量芯片内进行测算计量，然而现有技术中的计量芯片在接收到采集模块采样的过程中，只能够进行依次采样的方式，因而现有的计量芯片的计算效率并不高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种计算效率高的三相多功能电测表。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种三相多功能电测表，包括采样模块、计量芯片和MCU芯片，所述采样模块、计量芯片和MCU芯片依次连接，以接收采样模块输出的数据后进行谐波计算，其特征在于：所述计量芯片进行谐波计算的具体步骤如下：
[0006]步骤一，将通过采样模块采样的缓存数据通过倒序位算法进行预处理；
[0007]步骤二，对经过步骤一预处理后的数据进行蝶形运算；/>[0008]步骤三，通过蝶形运算完成DIT FFT算法对数据进行处理，进而完成谐波计算。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤一中的倒序位算法的具体步骤如下：
[0009]步骤一一，将通过采样模块采样的缓存数据进行AD转换，将数据通过二进制算法缓存；
[0010]步骤一二，将转换后的数据的数字各个头尾反过来排序，获得排序后的各个数字的顺序。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤二中进行蝶形运算的具体步骤如下：
[0012]步骤二一，将虚数数组全部赋值为0，获得相应的蝶形图；
[0013]步骤二二，依据蝶形图构建蝶形公式；
[0014]步骤二三，进行FFT变换第一层循环，循环数位L＝7,同时判断循环数是否达到循环数位，若未达到继续下一步，若达到则直接完成FFT数据处理后结束；
[0015]步骤二四，计算第二层循环级数b＝2^(L
‑
1)；
[0016]步骤二五，进行FFT变换第二层循环，同时判断循环数是否达到循环数位，若未达到继续下一步，若达到则直接完成FFT数据处理后结束；
[0017]步骤二六，进行FFT变换第三层循环，同时判断循环数是否达到循环数位，若未达到继续下一步，若达到则直接完成FFT数据处理后结束；
[0018]步骤二七，进行蝶形运算，并完成FFT数据处理后结束。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤二二中的蝶形公式为：
[0020]X(K)＝X
’
(K)+X
’
(K+B)WPN；
[0021]X(K+B)＝X
’
(K)
‑
X
’
(K+B)WPN；
[0022]其中，旋转因子WPN欧拉公式展开就可以得到实部和虚部WPN＝cos(2πP/N)
‑
jsin(2πP/N)。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述蝶形运算的具体步骤如下：
[0024]步骤1，设X(K+B)＝XR(K+B)+jXI(K+B),X(K)＝XR(K)+jXI(K),有:XR(K)+jXI(K)＝XR
’
(K)+jXI
’
(K)+[XR
’
(K+B)+jXI
’
(K+B)]*[cos(2πP/N)
‑
jsin(2πP/N)]；
[0025]步骤2，将上式继续分解获得：
[0026]XR(K)＝XR
’
(K)+XR
’
(K+B)cos(2πP/N)+XI
’
(K+B)sin(2πP/N)；
[0027]XI(K)＝XI
’
(K)
‑
XR
’
(K+B)sin(2πP/N)+XI
’
(K+B)cos(2πP/N)；
[0028]其中，XR(K)、XR
’
(K)的存储位置相同,所以经过上式分解后，该位置上的值已经改变，而下面求X(K+B)要用到X
’
(K)，因此在编程时要保存XR
’
(K)和XI
’
(K)到TR和TI两个临时变量中；
[0029]步骤3，将XR(K+B)+jXI(K+B)＝XR
’
(K)+jXI
’
(K)
‑
[XR
’
(K+B)+jXI
’
(K+B)]*[cos(2πP/N)
‑
jsin(2πP/N)]继续分解得到下列两式:
[0030]XR(K+B)＝XR
’
(K)
‑
XR
’
(K+B)cos(2πP/N)
‑
XI
’
(K+B)sin(2πP/N)；
[0031]XI(K+B)＝XI
’
(K)+XR
’
(K+B)sin(2πP/N)
‑
XI
’
(K+B)cos(2πP/N)；
[0032]其中，在上述步骤3的两个分解式中的XR
’
(K)和XI
’
(K)分别用TR和TI代替，在执行步骤3的第一个分解式前，要先将上一级的值XR
’
(K+B)保存，XR(K)和XR
’
(K),XI(K)和XI
’
(K)使用同一个变量。
[0033]本专利技术的有益效果，通过步骤一至步骤三的设置，便可有效的利用蝶形运算来实现对于谐波的计算了，并且计算过程中对数据进行了一定的转换，如此便可有效的实现ADC同步采样数据缓存数据，相比于现有技术中采用逐步采样的方式，计算效率更高。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的三相多功能电测表计算谐波的流程图；
[0035]图2为蝶形图。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图所给出的实施例对本专利技术做进一步的详述。
[0037]参照图1至2所示，本实施例的一种三相多功能电测表，包括采样模块、计量芯片和MCU芯片，所述采样模块、计量芯片和MCU芯片依次连接，以接收采样模块输出的数据后进行谐波计算，其特征在于：所述计量芯片进行谐波计算的具体步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相多功能电测表，包括采样模块、计量芯片和MCU芯片，所述采样模块、计量芯片和MCU芯片依次连接，以接收采样模块输出的数据后进行谐波计算，其特征在于：所述计量芯片进行谐波计算的具体步骤如下：步骤一，将通过采样模块采样的缓存数据通过倒序位算法进行预处理；步骤二，对经过步骤一预处理后的数据进行蝶形运算；步骤三，通过蝶形运算完成DIT FFT算法对数据进行处理，进而完成谐波计算。2.根据权利要求1所述的三相多功能电测表，其特征在于：所述步骤一中的倒序位算法的具体步骤如下：步骤一一，将通过采样模块采样的缓存数据进行AD转换，将数据通过二进制算法缓存；步骤一二，将转换后的数据的数字各个头尾反过来排序，获得排序后的各个数字的顺序。3.根据权利要求1或2所述的三相多功能电测表，其特征在于：所述步骤二中进行蝶形运算的具体步骤如下：步骤二一，将虚数数组全部赋值为0，获得相应的蝶形图；步骤二二，依据蝶形图构建蝶形公式；步骤二三，进行FFT变换第一层循环，循环数位L＝7,同时判断循环数是否达到循环数位，若未达到继续下一步，若达到则直接完成FFT数据处理后结束；步骤二四，计算第二层循环级数b＝2^(L
‑
1)；步骤二五，进行FFT变换第二层循环，同时判断循环数是否达到循环数位，若未达到继续下一步，若达到则直接完成FFT数据处理后结束；步骤二六，进行FFT变换第三层循环，同时判断循环数是否达到循环数位，若未达到继续下一步，若达到则直接完成FFT数据处理后结束；步骤二七，进行蝶形运算，并完成FFT数据处理后结束。4.根据权利要求3所述的三相多功能电测表，其特征在于：所述步骤二二中的蝶形公式为：X(K)＝X
’
(K)+X
’
(K+B)WPN；X(K+B)＝X
’
(K)
‑
X
’
(K+B)WPN；其中，旋转因子WPN欧拉公式展开就可以得到实部和虚部WPN＝cos(2πP/N)
‑
jsin(2πP/N)。5.根据权利要求4所述的三相多功能电测表，其特征在于：所述蝶形运算的具体步骤如下：步骤1，设X(K+B)＝XR(K+B)+jXI(K+B),X(K)＝XR(K)+jXI(K),有:XR(K)+jXI(K)＝XR
’
(K)+jXI
’
(K)+[XR
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，邢高垒，张健，冯浩，
申请(专利权)人：肃陈电气有限公司，
类型：发明
国别省市：