ZHCUB46A June   2023  – March 2025 ADS131M08 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 终端设备
    2. 1.2 电表
    3. 1.3 电能质量监测仪,电能质量分析仪
    4. 1.4 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 外部采用 TPS3840 电源电压监控器 (SVS)
      2. 2.2.2 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
      3. 2.2.3 模拟输入
        1. 2.2.3.1 电压测量模拟前端
        2. 2.2.3.2 电流测量模拟前端
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  ADS131M08
      2. 2.3.2  MSPM0G3507
      3. 2.3.3  用于驱动分段式 LCD 显示屏的 MSP430FR4131
      4. 2.3.4  TPS3840
      5. 2.3.5  THVD1400
      6. 2.3.6  ISO6731
      7. 2.3.7  ISO6720
      8. 2.3.8  TRS3232E
      9. 2.3.9  TPS709
      10. 2.3.10 TMAG5273
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1  如何实现计量测试软件
    2. 3.2  计时系统
    3. 3.3  用于 GUI 通信的 UART 设置
    4. 3.4  实时时钟 (RTC)
    5. 3.5  MSP430FR4131 中的 LCD 控制器
    6. 3.6  直接存储器访问 (DMA)
    7. 3.7  ADC 设置
    8. 3.8  前台进程
      1. 3.8.1 公式
    9. 3.9  后台进程
    10. 3.10 软件函数 per_sample_dsp()
      1. 3.10.1 电压和电流信号
      2. 3.10.2 频率测量和周期跟踪
    11. 3.11 LED 脉冲生成
    12. 3.12 相位补偿
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 注意事项和警告
    2. 4.2 测试设置
      1. 4.2.1  将 TIDA-010243 连接到计量测试设备
      2. 4.2.2  电源选项和跳线设置
      3. 4.2.3  电表计量精度测试
      4. 4.2.4  查看计量读数和校准
        1. 4.2.4.1 从 LCD 中查看结果
        2. 4.2.4.2 从 PC 校准和查看结果
      5. 4.2.5  MSPM0+ MCU 的校准和闪存设置
      6. 4.2.6  增益校准
      7. 4.2.7  电压和电流增益校准
      8. 4.2.8  有源功率增益校准
      9. 4.2.9  偏移校准
      10. 4.2.10 相位校准
      11. 4.2.11 软件代码示例
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 SVS 功能测试
      2. 4.3.2 电表计量精度结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
      4. 5.1.4 布局图
      5. 5.1.5 Gerber文件
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介
  13. 7修订历史记录

电表计量精度结果

对于以下测试结果,对电表应用了增益和相位校准。在以下结果中,有功电能结果在 0° 相移下处于 0.1% 以内。此外,有功电能与电压结果以及 RMS 电压结果表明,尽管仅对电压通道使用了 ADC 范围中的一小部分,但仍能获得良好的精度结果。

以下 6 个表和图中的“百分比误差”列是根据 TIDA-010243 的多个参考输入值与 PC GUI 上显示的测量值之间的差值计算得出的。TIDA-010243 的参考输入值由来自公司 MTE 的 PTS3.3C 电源发生器/参考表生成,而 TIDA-010243 电能库计算的测量值在 PC GUI 中报告。

表 4-3 A 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式
电压 (V) 百分比误差
270 0.00555
260 0.00384
240 0.00375
230 0.01086
220 0.00863
200 0.00700
180 0.01055
160 0.00250
140 0.00214
120 0.00666
100 0.00300
90 0.01300
70 0.01571
50 0.00240
30 0.01200
10 0.00299
9 0.02733
TIDA-010243 A 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式图 4-11 A 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式
表 4-4 A 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式
电流 (A) 百分比误差

0.01

0.50383

0.03

0.20413

0.05

0.07749

0.1

0.00399

0.25

0.02239

0.50

0.00179

1.00

0.01999

2.00

0.01649

5.00

0.00539

10.00

0.00999

20.00

0.01449

30.00

0.03366

40.00

0.01124

50.00

0.01398

60.00

0.01566

70.00

0.00642

80.00

0.00749

90.00

0.02321

100.00

0.02099

TIDA-010243 A 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式图 4-12 A 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式
表 4-5 B 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式
电压 (V) 百分比误差

270

0.01444

260

0.01307

240

0.00500

230

0.00304

220

0.01090

200

0.00500

180

0.00111

160

0.00687

140

0.00428

120

0.01916

100

0.00900

90

0.00922

70

0.02771

50

0.02240

30

0.02500

10

0.03400

9

0.02133

TIDA-010243 B 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式图 4-13 B 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式
表 4-6 B 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式
电流 (A) 百分比误差

0.01

0.63311

0.03

0.26816

0.05

0.07893

0.10

0.04498
0.25

0.01159

0.50 0.01220
1.00 0.01499
2.00

0.00449

5.00 0.01339
10.00

0.00100

20.00

0.01449

30.00 0.02666
40.00

0.02825

50.00

0.01019

60.00 0.01683
70.00 0.00414
80.00. 0.00475
90.00 0.01988
100.00 0.03199
TIDA-010243 B 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式图 4-14 B 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式
表 4-7 C 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式
电压 (V) 百分比误差
9 0.02077
10 0.00699
30 0.00566
50 0.00960
70 0.00528
90 0.00988
100 0.00200
120 0.00999
140 0.00071
160 0.01874
180 0.00388
200 0.00650
220 0.00090
230 0.01652
240. 0.01124
260 0.02461
270 0.02444
TIDA-010243 C 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式图 4-15 C 相 RMS 电压百分比误差与电压间的关系,三相模式
表 4-8 C 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式
电流 (A) 百分比误差
0.01 0.32617

0.03

0.15916

0.05 0.09126

0.10

0.00499

0.25

0.00200

0.50

0.01940

1.00

0.00500

2.00

0.00699

5.00 0.01139
10.00 0.09506
20.00

0.05700

30.00

0.02899

40.00

0.03625

50.00

0.01720

60.00 0.01166
70.00

0.01842

80.00. 0.01062
90.00 0.00100
100.00 0.00120
TIDA-010243 C 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式图 4-16 C 相 RMS 电流百分比误差与电流间的关系,三相模式
表 4-9 有功电能百分比误差与电流间的关系、三个 CT、每个 CT 的匝数比为 2000:1
电流 (A) 平均误差 %PF = 1,cos ϕ = 0° 限值 (%)[0.2 级]IEC 62053-22(PF 0.5i/0.8c) 限值 (%)[0.5 级]IEC 62053-22(PF 0.5i/0.8c) 平均误差 %PF = 0.5i,cos ϕ = 60° 限值 (%)[0.2 级]IEC 62053-22(PF 0.5i/0.8c) 限值 (%)[0.5 级]IEC 62053-22(PF 0.5i/0.8c) 平均误差 %PF = 0.8c,cos ϕ = -36.87°
0.1 0,026 0.4 1.0 -0,002 0.5 1.0 0,038
0.5 0,021 0.4 1.0 -0,013 0.5 1.0 0,035
0.75 0,023 0.4 1.0 -0,004 0.5 1.0 0,037
1.5 0,017 0.2 0.5 -0,011 0.3 0.6 0,029
3 0,022 0.2 0.5 -0,012 0.3 0.6 0,036
7.5 0,019 0.2 0.5 -0,036 0.3 0.6 0,039
15 0,011 0.2 0.5 -0,045 0.3 0.6 0,032
30 0,009 0.2 0.5 -0.09 0.3 0.6 0,048
60 0,009 0.2 0.5 -0,158 0.3 0.6 0,072
75 0,016 0.2 0.5 -0,173 0.3 0.6 0,081
100 0,021 0.2 0.5 -0,202 0.3 0.6 0,097
TIDA-010243 有功电能 % 误差图 4-17 有功电能 % 误差
表 4-10 无功电能百分比误差与电流间的关系、三个 CT、每个 CT 的匝数比为 2000:1
电流 (A) 平均误差 %sin ϕ = 1i (90°) 限值 (%) [1 级] 限值 (%) [0.5 级] 平均误差 %sin ϕ = 0.5i (30°) 限值 (%) [1 级]

限值 (%) [0.5 级]

平均误差 %sin ϕ = 0.8c (–53.13°)
0.1 0,193 0,410 -0,251
0.5 0,024

3.0

2.0 0,079 -0,044
0.75 0,018 3.0 2.0 0,070 -0,032
1.5 0,006 2.0 1.0 0,047 3.0 2.0 -0,027
3 0,008 2.0 1.0 0,052 2.0 1.0 -0,017
7.5 0,003 2.0 1.0 0,071 2.0 1.0 -0,032
15 -0,006 2.0 1.0 0,023 2.0 1.0 -0.03
30 -0,002 2.0 1.0 0,095 2.0 1.0 -0,034
60 0,004 2.0 1.0 0,154 2.0 1.0 -0,052
75 0,015 2.0 1.0 0,187 2.0 1.0 -0,056
100 0.027 2.0 1.0 0,224 2.0 1.0 -0.042
TIDA-010243 无功电能百分比误差图 4-18 无功电能百分比误差