交流电的电压测量,我们采用单片集成的有效值变换器AD536,将经过变压器降压的交流电信号转换为精确的直流信号,送ICL7135进行模数转换后读入单片机并进行显示。电路如图3-10所示:图3-10传统的有效值变换器大多为近似有效值计算,对于复杂信号和大动态范围的信号存在着转换精度不高的缺点。AD536根据数学表达式计算的是真有效值,得到了精度的保证。将220V交流电经过变压器得到7.5V的交流电压Vin,经AD536后输出的7.5V的直流电压,在经过电阻网络分压后,再通过调节R17改变运放的增益,使得运放TL084输出为1V,同时增加了直流信号的驱动能力。输出的信号Vout送入ICL7135进行转换,同时也作为过欠压报警模块的输入信号。交流电频率测量对于交流电频率的测量,我们将经过降压的交流信号,通过比较器LM311实现波形转换。将产生的方波信号与单片机口线相连,可以得到交流电的频率。电路如图3-11所示:图3-11频率测量的原则是:低频信号测周期,高频信号测频率。因此我们的方案是:将低压交流电信号Vin经过比较器LM311与0电平进行比较,可以得到峰值为11~12V的方波信号。经过降压并通过运算放大器以提高驱动能力,信号被接至单片机的口线P3.0,作为内部定时器T0的门控信号。通过T0的计数测得方波的周期,经过处理后即可得到交流电的频率。交流电过欠压报警对于交流电压超出波动范围报警部分,这里采用了电压比较器LM311。将前一级芯片AD536输出的直流信号,经过运放的处理后,与基准电压源LM336-5产生的电压+5V进行比较。如果超出波动范围限制(±10%),将驱动发光管闪亮和蜂鸣器报警。电路如图3-12所示:图3-12我们采用纯硬件电路实现过欠压报警的功能,不经过单片机的检测。这种实现方法实时性很好,同时不占用单片机的系统资源。利用高精度电压比较器,可以实现精确的报警功能。
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