一种简单的交流电压测量方法

通常,在测量220V或380V工频电压时,并不要求非常高的精度,一般的控制系统中,能精确到1%就足够了。在这里向大家介绍一种我设计的非常简单的测量方法，实践证明，该方法实用、可靠，成本低廉，完全能够满足一般监控系统的要求。 标题中的“一种简单的交流电压测量方法”描述了一种设计用于监测220V或380V工频电压的低成本、高效能的解决方案。这种方法适用于一般监控系统，精度要求达到1%，即能确保测量值在实际值的1%范围内。 在硬件设计方面，电路主要由一个220V/6V-1W的普通电源变压器组成，通过全波整流去除交流成分，再用小电容滤波器进一步消除高频干扰和谐波。接着，利用电阻分压，将处理后的电压降低到适合A/D转换器输入的范围，这个带有纹波的电压直接连接到单片机的A/D转换输入脚。如果需要测量380V电压，只需串联两个220V的变压器。 软件设计上，采用了一种基于A/D转换的算法来捕捉交流电压的最大值。进行两次A/D转换，分别存储在变量中，通过比较判断交流电压的下降沿和上升沿。当检测到上升沿时，保存的值即为最大电压。之后，通过除以一个常数，可以将测量值转化为实际的电压值。为了提高精度，可以多次测量并求算术平均值，同时设定A/D转换次数计数器，防止在0电压时进入死循环。校准电压可以通过分压电阻的电位器或者软件调整实现，后者通过在特定电压点（如380V）进行校准，然后调整除数。 虽然这种方法在宽电压范围内线性不太理想，主要由于全波整流二极管的电压降是一个恒定值，但在220V或380V的电压波动范围内，线性误差是可以接受的。实际验证表明，这种方法与0.5级精度的电压表测量结果基本一致。 给出的C语言代码段展示了具体的测量程序。它包括初始化A/D转换器，进行多次A/D转换来捕获电压的上升沿和下降沿，以及计算最大电压值的过程。在程序中，使用了内部2.56V参考电压，并且对A/D转换进行了多次采样，以提高测量的稳定性。 这种方法提供了一个简单而实用的交流电压测量方案，特别适合资源有限的嵌入式系统或监控应用，通过合理的硬件设计和优化的软件算法，能够在保持较低成本的同时，满足大多数工控系统对电压测量的需求。