جوهر العمل من وحدة قياس كمية الكهرباء هو حلقة مغلقة تدفق " إشارة شراء ، معالجة الإشارات ، معلمة الحساب ، إخراج البيانات " ، من خلال التعاون بين وحدات وظيفية ، عالية الجهد ، وارتفاع الحالي " إشارة كهربائية قوية " في شبكة الكهرباء يمكن أن تتحول إلى قراءة وتحليل " ضعف البيانات الحالية " ( مثل الطاقة الكهربائية ، والسلطة ، وما إلى ذلك ) .
وحدة القياس الكهربائيةجوهر العمل هو حلقة مغلقة تدفق إشارة شراء ، معالجة الإشارات ، معلمة الحساب ، إخراج البيانات ، من خلال التعاون بين مختلف الوحدات الوظيفية ، عالية الجهد ، وارتفاع الحالي " إشارة كهربائية قوية " في شبكة الكهرباء يمكن أن تتحول إلى قراءة وتحليل " ضعف البيانات الحالية " ( مثل الطاقة الكهربائية ، معدل الطاقة ، وما إلى ذلك ) . كامل عملية العمل يمكن تقسيمها إلى خمس خطوات أساسية ، كل خطوة من الخطوات المترابطة ، وأخيرا تحقيق دقة القياس ، على النحو التالي :
الخطوة 1 : الحصول على إشارة كهربائية قوية مع تنحى / انخفاض الحالي ( إشارة المعالجة )
الجهد الحالي ( على سبيل المثال ، 220V / 380V ) و ( على سبيل المثال ، 10A / 50A ) في شبكة الكهرباء تنتمي إلى إشارة كهربائية قوية ، لا يمكن معالجتها مباشرة من قبل قياس رقاقة ( ضعف الجهاز الحالي ، تحمل الجهد / القدرة الحالية منخفضة جدا ) .
جوهر هذه الخطوة هو " العزلة والتكبير " ، على وجه التحديد من خلال نوعين من المكونات الأساسية :
معالجة الإشارات الفولطية
باستخدام محول الجهد ( VT ) أو عالية الدقة شبكة توزيع الجهد المقاوم ، شبكة الجهد العالي ( مثل 220 فولت ) في نسبة ثابتة " تنحى " قياس رقاقة مناسبة إشارة الجهد المنخفض ( عادة 0-2.5v أو 0-5v التيار المتردد ) . على سبيل المثال ، بعد تقسيم الجهد 220 فولت ، الجهد المنخفض الناتج إشارة 1.2V ، تقسيم نسبة تحددها قيمة المقاومة أو محول نسبة التحويل ( على سبيل المثال ، 220 فولت : 1.2v ∶ 183 : 1 ) .
معالجة الإشارات الحالية
باستخدام محول الحالي ( CT ) أو تحويلة ( عالية الدقة المقاوم ) ، شبكة الكهرباء الحالية الكبيرة ( مثل 10 ) في نسبة " أسفل " أو تحويلها إلى إشارات الجهد المنخفض ( عادة ما تكون 0 ~ 50 ما الحالي أو 0 ~ 100 ام الجهد ) . على سبيل المثال : 10A الحالية من خلال تحويل CT ، 50 ما الانتاج الحالي ، نسبة التحويل إلى 10 : 50 ما = 200 : 1 ؛ أو تحويلة إلى 50mv إشارة الجهد ( حسب قانون أوم ش = الأشعة تحت الحمراء ، تحويلة المقاومة عادة 5M Ω ، 10A × 5M Ω = 50mv ) .
الوظيفة الرئيسية : تحقيق العزلة المادية بين القوي والضعيف الحالي ( ضمان سلامة رقاقة ) ، وفي الوقت نفسه ، إشارة " تكبير " في قياس المدخلات مجموعة من رقاقة .
الخطوة 2 : تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية
بعد الخطوة الأولى ، والجهد الحالي إشارة لا تزال إشارة تناظرية ( السعة تتغير باستمرار مع الوقت ، مثل موجة جيبية ) ، الخوارزمية الأساسية من قياس رقاقة يجب أن تحسب على أساس الإشارات الرقمية ( منفصلة البيانات الثنائية ) .
جوهر هذه الخطوة هو " أخذ العينات عالية الدقة " ، عملية محددة :
أخذ العينات : إعلان محول يحمل على " عينات منفصلة " إشارة تناظرية على تردد ثابت ( عادة عشرات كيلو هرتز إلى عدة مئات من كيلو هرتز ، مثل 32 كيلو هرتز و 64 كيلو هرتز ) ، وهذا هو ، لحظية السعة من إشارة تناظرية يتم قراءتها مرة واحدة في وقت ثابت ( على سبيل المثال ، 31.25 ميكروثانية ، المقابلة 32 كيلو هرتز معدل أخذ العينات ) .
تكميم : تحويل عينات لحظية السعة ( قيمة مستمرة ) في رقاقة التعرف على أرقام ثنائية ( قيمة منفصلة ) ، على سبيل المثال : 0 ~ 2.5v الإشارات التناظرية المقابلة 8 بت ثنائي 0 ~ 255 ، 1.25v الإشارات التناظرية تكميم 128 ( ثنائي 10 مليون ) ؛
المضادة للتشويش الأمثل : الوحدة سوف تضيف " مرشح تمرير منخفض " قبل إعلان التحويل ، تصفية عالية التردد إشارة التدخل في الشبكة ( مثل العاكس ، الصمام التوافقيات المتولدة ) ، لضمان استقرار إشارة أخذ العينات .
المؤشرات الرئيسية : إعلان تحويل " بت " ( على سبيل المثال ، 16 بت ، 24 بت ) و " معدل أخذ العينات " تؤثر بشكل مباشر على دقة القياس - أعلى بت ، أصغر خطأ تكميم . أعلى معدل أخذ العينات ، وأكثر تفصيلا الموجي إشارة تناظرية يمكن استردادها ( وخاصة بالنسبة الأحمال المعقدة غير موجة جيبية ، مثل لحام كهربائي ، شحن كومة ) .
الخطوة 3 : التحقق من البيانات وتخزينها ( ضمان موثوقية البيانات )
حساب المعلمات الكهربائية ( مثل الطاقة ) و تراكم الطاقة الكهربائية ( مثل 123.45kwh ) يجب أن يكون " التحقق " و " تخزين " لتجنب الأخطاء أو فقدان البيانات ، ولا سيما التعامل مع " السلطة " السيناريو ( مثل انقطاع التيار الكهربائي ) . يتم تنفيذ هذه الخطوة من قبل وحدة معالجة البيانات وحدة التخزين ، بما في ذلك على وجه التحديد :
التحقق من البيانات
منطق التحقق : تحديد ما إذا كان حساب النتائج في نطاق معقول ( على سبيل المثال ، إذا كان الجهد في نطاق واسع من 85 ~ 265v المدنية ، إذا كان التيار الكهربائي يتجاوز وحدة قياس المدى ) ، إذا كان خارج النطاق ، ثم علامة " بيانات غير طبيعية " ، و تؤدي إلى خطأ ( بعض وحدات دعم مستوى دبوس التنبيه ) ؛
التكرار الاختيار : بعض الوحدات سوف تستخدم " CRC الاختيار " ( دوري التكرار الاختيار ) ، إضافة رمز التحقق من حساب البيانات ، وضمان أن البيانات في وقت لاحق في نقل أو تخزين لم يتم العبث بها .
تخزين البيانات
في الوقت الحقيقي وحدة قياس الكمية الكهربائية المعلمة التخزين المؤقت : الجهد ، التيار الكهربائي ، والسلطة ، وغيرها من المعلمات في الوقت الحقيقي ، مؤقتا المخزنة في رقاقة " ذاكرة الوصول العشوائي " ( رام ) ، من السهل قراءة سريعة .
تجمد الطاقة التراكمية : الطاقة التراكمية هي بيانات القياس الأساسية ( المرتبطة مباشرة حساب رسوم الكهرباء ) التي يتم تخزينها في ذاكرة غير متطايرة ( الايبروم / فلاش ) - البيانات في الايبروم / فلاش لن تضيع ( عادة ما تكون متاحة لأكثر من 10 سنوات ) حتى لو كانت الوحدة هو خارج السلطة . من أجل تجنب انخفاض الذاكرة الحياة بسبب كثرة الكتابة ، وحدة استخدام " توقيت الكتابة " استراتيجية ( مثل تحديث الطاقة المتراكمة في الايبروم كل دقيقة ) ، بدلا من الكتابة في الوقت الحقيقي .
الخطوة 4 : إخراج البيانات ( التفاعل مع النظام الخارجي )
بيانات القياس النهائي ( على سبيل المثال ، الجهد 220V ، الحالية 5A ، الطاقة الكهربائية 123.45kwh ) يجب أن تنتقل إلى جهاز خارجي ( على سبيل المثال ، سينجليتشيب ، المجلس التشريعي الفلسطيني ، إنترنت الأشياء بوابة ، شاشة عرض ) من أجل عرض المستخدم ، والإحصاءات ، أو الرصد عن بعد . طرق الإخراج المشتركة تنقسم إلى فئتين : سلك الإخراج ، الإخراج اللاسلكي ، على النحو التالي :
1 . سلك الإخراج ( التيار الرئيسي )
نبض الانتاج :
الإخراج التقليدية ، من خلال " اقتران البصرية العزلة " الناتج إشارة النبض - نبض المقابلة قيمة ثابتة من الطاقة الكهربائية ( على سبيل المثال ، 1 نبض = 1 أو 1 نبض = 0.1kwh ، مجموعة من المعلمات وحدة ) . المعدات الطرفية ( على سبيل المثال ، العداد ، رقاقة واحدة الحواسيب الصغيرة ) يمكن حساب مجموع الطاقة الكهربائية ( على سبيل المثال ، 1000 نبضات المقابلة 1kwh ) فقط عد عدد من النبضات .
الإخراج الرقمي واجهة :
تنطبق على المشهد الذي يحتاج إلى قراءة العديد من المعلمات ، ونقل البيانات كاملة ( الجهد ، التيار الكهربائي ، والسلطة ، والطاقة الكهربائية ، وما إلى ذلك ) من خلال واجهة رقمية موحدة :
I2C / الصبان : عالية السرعة واجهة التزامن ، تنطبق على وحدة الاتصال عن بعد مع مكو ( على سبيل المثال ، وحدة متكاملة في مقبس ذكي ) ، وكفاءة عالية ، والأسلاك بسيطة .
2 . الإخراج اللاسلكي ( ذكي المشهد )
جزء من " ذكي وحدة القياس " سوف تدمج وحدة الاتصالات اللاسلكية ، ونقل البيانات مباشرة إلى منصة البعيد ( مثل سحابة ، الهاتف المحمول التطبيق ) ، لا تحتاج إلى اتصال سلكية ، تنطبق على إنترنت الأشياء قراءة العداد ، والرصد عن بعد المشهد :
انخفاض استهلاك الطاقة على نطاق واسع شبكة ( lpwan ) : مثل لورا ، nb-iot ، تغطي مسافة طويلة ( لورا يمكن أن تصل إلى عدة كيلومترات ) ، وانخفاض استهلاك الطاقة ( بطارية واحدة يمكن أن تعمل لعدة سنوات ) ، ومناسبة في الهواء الطلق المعدات ( مثل العاكس الضوئية ، مصباح الشارع رصد استهلاك الطاقة ) ؛
اللاسلكية قصيرة المدى : مثل واي فاي وبلوتوث ، ومناسبة للسيناريوهات الداخلية ( مثل مقبس المنزل الذكي ، والموجهات المنزلية عبر اتصال واي فاي ، تطبيقات الهاتف المحمول في الوقت الحقيقي عرض استهلاك الطاقة ) .