基于89c51单片机的功率测量,怎么做?

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51单片机测量功率,实际是将功率转化为测量负载的电压与电流,再根据公式P=UI,即功率等于电压*电流,计算出功率。

直流电源功率测量:

(1)电压采样,设计相应的电压采样电路,如不要求物理隔离,使用高精度电阻分压,得到合适大小的电压,经过单片机ADC采样口进行数据采样。下图为本人常用的直流电压采样电路。

将所需采样的电压经过高精度电阻分压后,接差分跟随器,作缓冲隔离级,然后经过RC无源滤波,最后接入单片机ADC采样口。

(2)电流采样,电流采样可以使用采样电阻或霍尔传感器,霍尔传感器可以做到隔离,但是在小电流情况下误差较大,小于500mA时很难保证精度,如果不要求隔离可以使用高精度采样电阻进行电流采样。根据电流的大小以及精度的要求选择合适的采样电阻,采样电阻过大会导致压降太大,过小会引起较大的误差,测不准。

下图为本人经常使用的电流采样电路。

使用的是50mΩ的采样电阻,然后经过差分运放放大,滤波,最后连接到单片机的ADC采样口。

交流电源功率测量:

对于交流功率测量,则测量交流电压和电流,有几种方法:可以跟直流采样电路一样,将交流电压直接送入ADC采样口,通过软件编程采其峰值,然后换算即可;通过硬件将交流转化为直流,然后再接入ADC进行采样,可以使用集成的有效值转换芯片,也可以使用二极管整流。

显示

通过单片机编程,读取ADC寄存器的电压、电流数字量,使用公式换算、处理,将电压、电流数据相乘,转化为功率,发送至1602LCD显示屏显示。


这是一个整体的设计思路,欢迎大家积极留言,多多交流~


雄哥谈科技


这一句话范围太大了,简单说一下原理的东西的。

测量功率就是要测量电流和电压。

首先测量电压,如果是直流低电压,直接用电阻分压检测模拟电压就可以测出来电压,也可以采用高精度的电压检测芯片检测电压。如果是高压直流,那就必须先用变压器先把电压降下来,接下来和低压检测的一样了。高电压一般芯片没办法检测,用电阻分压的话需要的阻值又比较大,会产生较大的偏差。

如果是交流电,可以检测峰值,也可以检测平均值。检测平均值电路相对简单,先把检测交流电整流滤波,变成直流信号,之后的电路和直流检测一样了。高压交流的话也是要先降压,之后做电路处理。

电压检测到以后就是电流检测了,电流检测也要根据电流大小,交流还是直流确定方案。小电流直流的话也是比较简单的,直接串联一个精密采样电阻,测量两端的电压就可以算出电流值了,电流精度取决于电阻的精度和ad采样的精度。如果电流比较大的话就需要选择小电阻或者霍尔元件进行电流采集了。如果是交流电的话先进行电流采样,之后对交流电整流滤波以后读取电压。

基本思路就是这样的,但实际电路需要根据具体的环境确定的。只有确定了使用目标,才能根据情况确定最优的方案。


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