求教AD采样怎么测量交流电压，怎么计算？

wt13568089592 · 发表于 2018-8-13 10:50:16

本帖最后由 wt13568089592 于 2018-8-13 14:08 编辑

求教AD采样怎么测量交流电压，怎么计算？我交流电压经过电压互感器输出一个最大为1.6V的交流电，然后通过运放，变换为1.65V正负1.6V的直流电，没有负压。此时采得AD，怎么换算成电压啊？采的数据要怎么换算成有效值啊，AD采集的的都是瞬间值的，怎么换算成有效值啊？

warship · 发表于 2018-8-13 10:55:50

参考电压是3.3V的话，采得的值4096为3.3V，0为0V，按线性比例计算中间值

login_FAE · 发表于 2018-8-13 12:18:59

stm32不能采集负电压需要自己加电路转换为0~3.3V的电压值才可以

warship · 发表于 2018-8-13 12:23:17

楼主说的有负电压吗

wt13568089592 · 发表于 2018-8-13 14:07:48

warship 发表于 2018-8-13 12:23
楼主说的有负电压吗

没负压

wt13568089592 · 发表于 2018-8-13 14:09:17

warship 发表于 2018-8-13 10:55
参考电压是3.3V的话，采得的值4096为3.3V，0为0V，按线性比例计算中间值

答非所问啊

wt13568089592 · 发表于 2018-8-13 14:09:45

login_FAE 发表于 2018-8-13 12:18
stm32不能采集负电压需要自己加电路转换为0~3.3V的电压值才可以

已经加了电路，我是问怎么算有效值

warship · 发表于 2018-8-13 14:48:28

本帖最后由 warship 于 2018-8-13 19:27 编辑

wt13568089592 发表于 2018-8-13 14:09
答非所问啊

好吧，我错了。

随风xsl · 发表于 2018-8-13 14:49:03

“然后通过运放，变换为1.65V正负1.6V的直流电，没有负压。” 首先楼主你这个描述我没太懂你这个意思，你是把电压往上偏移了还是怎么弄了。然后关于测量的有效值有两个过程。一，算测到的电压，这是根据你AD芯片的参考值来算的，网上算法一大堆，我认为这个不是问题。二，就是测到的电压最大值和最小值的差值就是峰峰值。（如果你把整个交流信号都移到正半周了）。然后峰峰值除以2倍根号2。就是你的有效值了。

xuyaqi · 发表于 2018-8-13 15:00:34

测出交流电的峰值，除以1.414就是交流电的有效值。

sodermalm · 发表于 2018-8-13 15:29:06

先看你电压互感器出来的变比是多少，这样才好反推过去。你也可以参考一下ATT7026这类电力计量芯片资料，里面就有教你如何计算有效值的

炫色康康 · 发表于 2018-8-13 15:52:08

直接看原子教程的AD实验，原理都是通的

mack13013 · 发表于 2018-8-13 16:19:24

本帖最后由 mack13013 于 2018-8-13 16:20 编辑

随风xsl 发表于 2018-8-13 14:49
“然后通过运放，变换为1.65V正负1.6V的直流电，没有负压。” 首先楼主你这个描述我没太懂你这个意思，你是 ...

这个你没考虑如果交流信号不是正弦波的处理，所以不能用峰值和2倍根号2的算法。

其实最简单的就是计算单位周期内采集信号波形与X轴围成的区域面积(过程跟定积分计算很相似，从这里说出去的话，也可以直接硬件实现积分电路，采集积分电压换算有效值)，用这个面积求有效值是比较准确的。

随风xsl · 发表于 2018-8-13 16:38:15

mack13013 发表于 2018-8-13 16:19
这个你没考虑如果交流信号不是正弦波的处理，所以不能用峰值和2倍根号2的算法。

其实最简单的就是计算 ...

但问题是楼主的交流就是正弦波啊，他是通过互感器来测交流电压的。虽然用面积来算更通用和稳定。也能保证误差。但是我这样更方便不是嘛

mack13013 · 发表于 2018-8-13 17:45:22

随风xsl 发表于 2018-8-13 16:38
但问题是楼主的交流就是正弦波啊，他是通过互感器来测交流电压的。虽然用面积来算更通用和稳定。也能保证 ...

哦，那的确是可以这样用峰值了计算。

我之所以说这个是因为之前用峰值计算，非常依赖硬件，当时用的电路元件都比较基础，
结果就比较难看，后来我就不喜欢单点值之类的算法了。

随风xsl · 发表于 2018-8-13 20:43:16

mack13013 发表于 2018-8-13 17:45
哦，那的确是可以这样用峰值了计算。

我之所以说这个是因为之前用峰值计算，非常依赖硬件，当时用的电 ...

恩恩，硬件弄不好，毛刺，干扰什么的一加误差就很大了，没有这种面积算法稳定。

jackielau · 发表于 2018-8-13 21:51:42

将N个采样数值的平方和除以N，然后开平方

edmund1234 · 发表于 2018-8-14 11:35:49

积分取样/取样个数 == 平均值
平均值 * PI*1.414/4 = 有效值

edmund1234 · 发表于 2018-8-14 11:37:38

另外取样频率不应小于50x8, 有条件的最好在1KHz左右

wt13568089592 · 发表于 2018-8-15 09:52:22

edmund1234 发表于 2018-8-14 11:35
积分取样/取样个数 == 平均值
平均值 * PI*1.414/4 = 有效值

PI是啥

wt13568089592 · 发表于 2018-8-15 09:55:16

mack13013 发表于 2018-8-13 16:19
这个你没考虑如果交流信号不是正弦波的处理，所以不能用峰值和2倍根号2的算法。

其实最简单的就是计算 ...

具体咋操作，有没有公式

feichangkunge · 发表于 2018-8-15 10:12:25

mack13013 发表于 2018-8-13 16:19
这个你没考虑如果交流信号不是正弦波的处理，所以不能用峰值和2倍根号2的算法。

其实最简单的就是计算 ...

有效值编辑
有效值在相同的电阻上分别通过直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所消耗的电能相等的话，则把该直流电流（电压）的大小作为交流电流（电压）的有效值，正弦电流（电压）的有效值等于其最大值（幅值）的1/√2，约0.707倍。
在正弦交流电流电中根据热等效原理，定义电流和电压的有效值为其瞬时值在一个周期内的方均根值。
中文名有效值外文名 Root mean square 概述有效值也称为方均根值电流热效应有效值是根据电流热效应来规定的测量方法峰值检测法
目录
1 定义
2 电流热效应
3 常见测量方法
4 应用实例
定义编辑
（1）有效值也称为方均根值。
（2）正弦量的有效值等于其最大值被2的平方根去除。
（3）非正弦量的有效值，等于它的直流分量、基波和各高次谐波有效值平方和的平方根值（还有一种定义方式，将直流分量、基波定义分别为零次谐波和一次谐波。在这个前提下，非正弦量的有效值就等于它的各次谐波有效值平方和的平方根值）。
电流热效应编辑
有效值是根据电流热效应来规定的，让一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小的特定值——有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能(热效应)。
常见测量方法编辑
峰值检测法
用峰值检测电路测量信号峰值，再除以波峰因数（1.414），得到信号有效值。
特点：仅适合正弦波。
整流平均法
对测量信号进行全波整流，然后用积分电路求得信号的平均值，再乘以波形因数（1.1107），得到信号有效值。
特点：仅适合正弦波。
真有效值法
采用真有效值测量电路直接测量信号的真有效值。
特点：适应任意波形。
FFT变换法
先对信号进行高速采样，然后用FFT对其进行分析，得出直流分量、基波和各次谐波的有效值，再求它们平方和的平方根，最后得出信号的有效值。
特点：适合任意波形。不但可得出信号的有效值，还可以得出直流分量，基波和各次谐波的有效值。
应用实例编辑
设正弦交流电流i(t)在一个周期T时间内，使一电阻R消耗的电能为QR，另有一相应的直流电流I在时间T内也使该电阻R消耗相同的电能，即QR = I2RT。就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i与I)是等效的，则该直流电流I的数值可以表示交流电流i(t)的大小，于是把这一特定的数值I称为交流电流的有效值。理论与实验均可证明，正弦交流电流的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍。
例如正弦交流电流 i = 2sin(wt - 30°) A的有效值I = =2×0.707 = 1.414 A，如果交流电流 i 通过R = 10 欧姆的电阻时，在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = I2R= 20 W，即与I = 1.414 A的直流电流通过该电阻时产生相同的电功率。
因为正弦交流电的有效值与最大值(振幅值)之间有确定的比例系数，所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一起叫做正弦交流电的三要素。