Огляд методів і засобів вимірювання активної потужності. Вибір і розрахунок вхідного перетворювача напруги, страница 4

В цифрових вимірювачах активної потужності МП доцільно застосовувати якщо потужність є одною з сукупності інтегральних характеристик, що визначається з одного масиву даних, або якщо цим досягається істотне покращення метрологічних характеристик вимірювачів. В залежності від структури ВП мікропроцесор може використовувати різні функції. Так в цифрових вимірювачах, де математичні операції здійснюються в аналоговій формі функції МП зводяться до управління і автоматичної корекції похибок, а цифрова обробка результатів окремих перетворювачів доцільна лише у вигляді нескладних арифметичних операцій (додавання, віднімання) при використанні спеціальних алгоритмів вимірювання. Якщо ж миттєві або інтегральні значення вхідних сигналів ВП представлені в цифровій формі, то крім вказаних вище функцій, МП здійснює обробку вимірювальної інформації.

4.  Опис вибраного алгоритму роботи

Алгоритм роботи розроблюваного пристрою – система послідовних функціональних перетворень з метою одержання заданого вихідного сигналу. Оскільки ядро розроблюваної системи складає мікропроцесор, то основне навантаження виконує програма, що здійснює необхідні функції перетворення та обчислення. Використовуючи потужний мікропроцесор, можна звести апаратні затрати до мінімуму. Незважаючи на це, позбутися їх повністю не можна, оскільки всі сигнали, потрібно перетворювати в норму, доступну для програмної обробки. Враховуючи приведені зауваження, а також вимоги до спрощення та мінімізації алгоритм роботи пристрою набув такого вигляду:

                           так                                                  так

Після включення системи в роботу відбувається ініціалізація системи, загрузка програми в оперативну пам'ять, для чого потрібний певний час. Після чого система вмикається в роботу. Починається опит портів  АЦП₁ і АЦП₂. Незалежно від того, яке значення є на його інформаційних виходах, воно сприймається як одинична виборка (n) і записується в пам'ять. Так продовжується доти, поки таких виборок не набереться 1024. Після чого опит АЦП₁ і АЦП₂припиняється і починається обробка набраних виборок, з яких одержується одне середньоквадратичне значення (C3),  яке записується в пам'ять  і одночасно в вихідні регістри (N). Якщо до того часу таких регістрів набралося менше 200, то система знову вмикає в роботу АЦП і продовжує його опит та отримання нових С3. Якщо їх вже є 200, то значень сервісними функціями вибирається максимальне, та обчислюється середнє значення, які також записуються у вихідні регістри. До вихідних регістрів кожного з значень підключені цифро-аналогові перетворювачі, які  перетворюють цифровий код в аналоговий сигнал. Цим закінчується повний цикл одного вимірювання і система починає новий, частота і амплітуда сигналу (вхідного) може змінюватись. Так буде продовжуватись весь час, поки система буде включена в роботу. Отже в одному циклі вимірювання система здійснює обчислення 200 С3, 1 максимальне та 1 середнє відповідно.

5.  Опис структурної схеми

Структурна схема являє собою послідовність функціональних блоків, кожний з яких можна представити як окремий пристрій, який виконує свої визначені функції. Щоб задовольнити вимоги технічного завдання розроблюваний пристрій повинен мати такі функціональні блоки:

1.  Блок вхідного сигналу – необхідний для того, щоб понизити вхідну напругу до рівня, доступного для подальшої обробки.

2.  Блок аналогового-цифрового перетворення – необхідний для переведення значення синусоїдальної напруги в двійковий код.

3.  Далі повинен бути блок цифрової обробки що повинен реалізувати функцію:

Отже , для обчислення активної потужності значення необхідно здійснити такі перетворення

Множення і ділення є стандартні в вибраному мікропроцесорному комплекті 4,5 блоки вибору максимального та середнього значення. Вони також реалізуються в МП програмними засобами 6,7,8 – длоки виводу середнього, мінімального і максимального значення.