一种通用型智能仪表自动校准与测试系统的研发

发布时间：2019-08-03 12:31

【摘要】：智能仪表具有测量功能多、测量精度高、反应速度快等特点,广泛应用于配电网的现场数据采集网络中。现阶段智能仪表的出厂测试采用手工操作,步骤多、易出错、效率低,不适应大规模批量生产,也无法保证产品质量。针对上述问题,本文研究并提出了一种通用型自动校准与测试系统,可自动测试各类智能电力仪表,实现高效、高质量生产,并能根据不同类型的仪表进行灵活配置满足各类仪表校准、测试要求。本文设计的系统功能主要包括数据校准与功能测试二个方面,功能测试包括模拟量精度测试、开关量输入测试、继电器输出测试,整个测试过程由软件系统控制,严格按照先后逻辑顺序完成,自动生成测试报告并存储在指定目录可供查看。系统由主机、标准功率源、智能I/O模块及通信模块四部分组成,主机负责编辑、执行测试任务;标准功率源用作输出标准的三相电流、电压信号;智能I/O模块用作组装模拟测试电路及模拟开关量信号、采集继电器输出信号;通信模块是主机跟智能I/O模块进行对话的桥梁,将智能I/O模块采集的信息发送给主机。系统在硬件上需完成智能I/O模块设计,智能I/O模块采用意法半导体的STM32F3系列芯片为微处理器,包括电源电路、E2PROM扩展电路、RS-485通信接口电路、开关量输入电路、继电器输出电路。硬件驱动程序选用Keil uVision4为开发平台,智能I/O模块采用Modbus通信协议与通信模块通信。软件利用java平台,采用多任务机制进行开发。软件开发的重点在于异步通讯的时效差异,由人机交互模块、数据采集模块、标准功率源控制模块、数据处理模块等模块组成。硬件设计与软件设计完成后,根据搭建的测试平台展开对智能仪表的校准与测试。经检验系统对功能不合格产品的辨别率达到100%,且经系统校准的仪表模拟量采集精度达到预期要求。
【图文】：

图 3-3 5V 电压输出测试图图 3-4 5V 转 3.3V 电源隔离电路3 开关量输入输出电路设计开关量输入回路共有 3 路，为了消除外部开关量中夹杂的脉冲干扰因素及与进行电气隔离，电路使用光电耦合器。如图 3-5 所示，为了实现硬件抖动号输入前端还设置了滤波电路。光耦合器选用 TLP181 型号，，价格便宜，响度快、可靠性高，抗干扰与抑制噪声能力强。当外部开关量状态为断开时104C6C810uGND+5VC710u+3V3104C512IN3OUTGNDU4 AMS1117_3.3V

智能I/O模块PCB原理图
【学位授予单位】：厦门理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP216

【参考文献】

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本文编号：2522557