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探讨智能电表的精确度问题

【2012/12/29 13:46:30】 【发布人: 李林】 【阅读:1456 次】 【关 闭
相信智能电表对电子工程师们来说,是一个再熟悉不过的电子器件了,采用智能电表让企业和工程师有更多机会设计出符合不断演进的全球标准的计量解决方案。然而,要设计出成功的计量解决方案,还需要克服许多难题。本文就智能电表的精确度问题进行深一步的研究。

精确度是计量应用获得成功的关键,因为服务提供商绝不会采用无法准确测量的仪表。精确度对于电表应用来说尤为重要,因为与天然气/水流量表模型相比,电表更加依赖模拟片上组件。通常,电表使用片上ADC测量电流和电压的电平(因为片外ADC会增加最终解决方案的价格)。另一方面,燃气流量计使用片外电流互感器

分流电阻器技术使用放置在负载电流线路上的小(分流)电阻器。当负载电流通过该电阻时,会形成一个小的电压降。这个电压降作为输入馈送到AFE中,后者可以测量相应的电流消耗。

电流互感器(CT)方法与普通变压器的工作方式相同,负载电流(已消耗电流)磁通在二级CT线圈中生成少量电流,然后将电流通过负载电阻器,将其转换成相应的电压,然后再馈送到MCU的AFE。

Rogowski线圈是另一种测量电流的方法。这类线圈对于变化较大的电流也有不错的测量效果。然而,它们以时间差分形式提供输出。这就是需要一个积分器获得相应电流值的原因。

对比上述三种方式,分流电阻器技术是最便宜的;然而,该技术很难满足高电流测量要求,并且存在DC偏移的问题。电流互感器(CT)能够比分流电阻器技术测量更多的电流,然而,它们本身也存在问题:它们的成本更高,存在饱和、滞后和DC/高电流饱和等问题。

第三种Rogowski线圈法的测量范围比CT小,对大电流范围表现出较好的线性特性,也不存在饱和、滞后或DC/高电流饱和问题。

然而,它的成本只比分流电阻器略微高一点。考虑到电流变化和消耗类型,分流电阻器技术主要用于消费/住宅应用,Rogowski线圈在工业应用中的使用更广泛。

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