Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источник для калибровки счетчиков

Решения для счетчиков электроэнергии

Микросхема STPM01 состоит из аналоговой и цифровой части (см. рис. 1).

Рис. 1. Блок-схема STPM01

Аналоговая часть включает в себя два предусилителя, сигма-дельта АЦП первого порядка, прецизионный источник опорного напряжения, два стабилизатора напряжения с низким собственным падением напряжения и буферы постоянного тока.

Цифровая часть состоит из блока системного контроля, генератора тактовых импульсов, цифрового сигнального процессора с аппаратно заданным алгоритмом вычислений и последовательного интерфейса.

Кроме того, STPM01 содержит 56-битный программируемый блок памяти, который управляется через последовательный интерфейс SPI специальным набором команд [4]. Эти биты используются для тестирования, конфигурирования и калибровки.

Встроенный сигнальный процессор используется для подсчета активной, реактивной и полной энергии, среднеквадратических и моментальных значений напряжения и тока, частоты в линии. Результаты вычислений доступны в виде импульсов результирующей частоты и состояния цифровых выходов STPM01, или как биты в потоке данных, который может быть считан через последовательный интерфейс. Этот интерфейс также используется в цикле тестирования STPM01 при ее производстве и для временного или окончательного программирования битов внутренней конфигурации.

STPM01 работает с тремя типами токовых датчиков: трансформаторами тока, микроомным шунтом и катушками Роговского. Производимая по 0,35 мкм BCD6-технологии и выпускаемая в корпусе TSSOP20, микросхема STPM01 может быть использована для построения однокристального однофазного счетчика электроэнергии класса 0.5, отвечающего стандартам IEC 62052-11 и IEC 62053-22, или как измерительная периферия микропроцессорного однофазного или трехфазного счетчика электроэнергии. В первом случае STPM01 непосредственно осуществляет управление шаговым двигателем электромеханического отсчетного устройства без каких-либо дополнительных активных компонентов. Во втором случае она позволяет реализовать такие востребованные функции счетчика, как:

  • мультитарифность,
  • фиксация времени попыток хищений электроэнергии,
  • автоматический сбор показаний,
  • накопление и отображение потребленной электроэнергии на ЖКИ,
  • детектирование минимумов и максимумов нагрузки,
  • автоматических сбор данных

В микросхеме применен особый патентованный алгоритм расчета мощности, исключающий пульсации на выходе (подробнее см. в [1]), что освобождает от необходимости усреднения результатов измерений и позволяет проводить цифровую калибровку счетчика всего за несколько секунд [5]. Это ведет к удешевлению себестоимости счетчика.

Конфигурация и калибровка счетчика осуществляются путем программирования (на постоянной или временной основе) внутренних регистров STPM01. Память STPM01 состоит из блока однократно пережигаемых перемычек, который может быть дублирован статической памятью, если нужно произвести многократную смену параметров. После калибровки микросхема может быть защищена от любых дальнейших вмешательств в ее конфигурацию прожигом бита защиты. Универсальность STPM01 также и в том, что она допускает совмещение цифровой калибровки и традиционной аналоговой калибровки набором резисторов. В частности, можно заложить в конструкцию платы счетчика места для пайки калибровочных резисторов, что делает возможным рекалибровку счетчика по прошествии межповерочного интервала. Производитель в этом случае пользуется всеми преимуществами цифровой калибровки, поскольку дополнительные резисторы напаиваются в случае надобности уже во время рекалибровки обслуживающей организацией.

При использовании STPM01 в режиме измерительной периферии через последовательный SPI-интерфейс становятся доступными результаты измерения реактивной и полной энергий, среднеквадратических и мгновенных значений тока и напряжения, а также частоты напряжения в сети. Тот же интерфейс используется для записи и чтения конфигурации и калибровочных коэффициентов в/из STPM01.

Для защиты от хищений электроэнергии STPM01 контролирует разницу токов в фазном и нейтральном проводе, при значительном различии (порог срабатывания программируется) вырабатывается соответствующий сигнал. При этом STPM01 продолжает измерения, учитывая больший из этих двух токов.

Читайте так же:
Как сбросить счетчик epson s22

В STPM01 интегрировано два стабилизатора напряжения для цифровой (1,5 В) и аналоговой (3 В) части, что экономит расходы по источнику питания простейшего счетчика. Более того, микросхема может даже служить источником стабилизированного напряжения для других частей схемы — выводы Vdda и Vddd позволяют снимать с них небольшой ток. В общем случае для питания простого счетчика можно использовать емкостной параметрический источник питания.

Генератор тактовых импульсов встроен в STPM01. Он имеет несколько программируемых режимов работы: с кварцевым резонатором, с внешним резистором (RC-генератор) и с внешним источником тактовых импульсов.

В отсутствие нагрузки (порог срабатывания программируется) микросхема останавливает счет для исключения эффекта «самохода» счетчика.

Даже при отсоединении нейтрали, когда отсутствует сигнал в одном из каналов тока и цепи измерения напряжения, STPM01 с катушкой Роговского будет продолжать работу, имитируя сигнал напряжения. В этом режиме для вычислений используется «номинальное» (программируемое) значение напряжения сети. Питание самой микросхемы для работы в таком режиме может быть организовано путем использования дополнительного трансформатора тока.

Для построения трехфазного счетчика используются три ИС STPM01 и микроконтроллер, подробнее о таком решении можно узнать в [6].

Подробное описание схемы применения STPM01 можно найти в [3]. Отметим: в этой схеме отсутствуют регулировочные элементы, все регулировки осуществляются в цифровом виде непосредственно в STPM01.

Модификации STPM01, микросхемы STPM11/12/13/14 были разработаны для оптимизации себестоимости простейших счетчиков. Они полностью совместимы с STPM01 по выводам. STPM11/12 и STPM13/14 имеют соответственно один или два канала тока, а STPM11/13 и STPM12/14 работают соответственно только с RC-генератором или кварцевым резонатором. Результаты измерения активной энергии в STPM11/12/13/14 доступны в виде частоты импульсов на выходе управления шаговым электродвигателем. Последовательный же интерфейс может быть использован только для записи параметров в микросхему. Сводная таблица по микросхемам STPM, выпускающимся на данный момент — табл. 1.

Таблица 1. Свойства микросхем семейства STPM

НаименованиеSTPM01STPM11STPM12STPM13STPM14
Трансформатор тока, микроомный шунт и ракушка Роговского+++++
Активная энергия+++++
Выбор 1 или 50 гармоник для активной энергии+++++
Реактивная энергия+
Полная энергия+
Vrms, Irms+
Выбор частоты импульсов+++++
Программная калибровка+++++
Выбор отношения Импульсы/кВтч+++++
RC-генератор+++
Quartz-генератор+++
Индикация отрицательной энергии, отсутствия нагрузки+++++
Последовательный интерфейс+Используется для программирования и калибровки устройства
Контроль разницы токов в фазном и нейтральном проводах+++

В ближайшее время STMicroelectronics планирует начать массовое производство новых семейств микросхем для счетчиков электроэнергии. В новых микросхемах будут учтены пожелания инженеров-конструкторов электросчетчиков, расширится функциональность, микросхемы станут многократно перепрограммируемыми, продолжится оптимизация по себестоимости микросхем для простых счетчиков. Кроме этого, готовится набор микросхем, предназначенный для построения трехфазного счетчика, в котором измерительная и вычислительная части будут разделены на два корпуса. Это позволяет проводить преобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую микросхемой-конвертером, расположенной в непосредственной близости от датчиков. Передача информации на печатной плате к микросхеме-вычислителю будет идти уже в цифровом виде, значительно более устойчивом к различного рода помехам. Такая архитектура облегчает проектирование счетчика, увеличивает точность измерений и удешевляет себестоимость решения.

3. AN2317: STPM01 Programmable, Single-Phase Energy Metering IC External Circuits, http://www.st.com/stonline/products/literature/an/12106.pdf .

4. AN2159: SPI Communication for comprehensive energy reading of the STPM01, http://www.st.com/stonline/products/literature/an/11400.pdf .

5. AN2299: Fast digital calibration procedure for STPM01 based energy meters, http://www.st.com/stonline/products/literature/an/12037.pdf.

Читайте так же:
Что дает счетчик яндекса

Ответственный за направление в КОМПЭЛе — Александр Райхман

Какой смысл калибровки счетчика Гейгера?

EmmaV

Я понимаю, что три способа калибровки счетчиков Гейгера — это электронная калибровка и калибровка энергии, в которых используется генератор импульсов, и радиологическая калибровка, в которой используется контрольный источник.

Электронная калибровка просто включает отправку импульсов на счетчик Гейгера, который регистрирует их как счетчики. Но почему это необходимо? Я думал, что каждая ионизация в трубе Гейгера-Мюллера в любом случае регистрируется как счетчик, без предварительной калибровки с использованием электрических импульсов. Так что там калибровать? Одна ионизация всегда равна одному счету.

Радиологическая калибровка включает облучение счетчика Гейгера радиоактивным контрольным источником и настройку измерения радиоактивности счетчиком Гейгера в соответствии с фактической известной радиоактивностью контрольного источника. Но вместо этого, почему бы просто не запрограммировать счетчик Гейгера, чтобы узнать, что x cpm из определенного источника = x µSv / h, как определено конкретной моделью трубки Гейгера-Мюллера?

Я вроде понимаю полезность калибровки энергии; Я понимаю, что это определяет порог напряжения для каждой ионизации; но я не вижу смысла в двух других методах.

Winny

кленовый

кленовый

CoolKoon

Прежде всего, ответ заключается в самом принципе измерения. Когда вы измеряете что-то (что угодно, даже вес, длину и т. Д.), Вы фактически сравниваете измеренный параметр объекта с другим объектом (стандартом) с известными параметрами. То же самое относится к радиоактивности (cps) или любому другому параметру / измерению в этом отношении. Это также означает, что невозможно провести «абсолютное» измерение чего-либо.

Другими проблемами, которыми вы, кажется, пренебрегаете, является проблема шума и старения / смены вашего измерительного прибора.

Шум — это то, что всегда нужно учитывать, в противном случае вы в конечном итоге будете «измерять» значения, которые не имеют никакого значения (поскольку они содержат случайную «информацию», то есть сам шум), или в итоге вы получите «сбои» в ваших измерениях ( и может даже сделать из них неправильные выводы). Чтобы перевести это на ваш вопрос: один счет не всегда может быть одним счетом из-за шума, присутствующего в приборе (как в физической, так и в электронной части).

Старение — это то, что особенно касается оборудования, работающего с радиоактивным излучением. Поскольку такое излучение является «ионизирующим», это означает, что само воздействие такого источника излучения вызывает выброс электронов из материала прибора (что иногда приводит к постоянным изменениям в структуре материала). Другой причиной старения этих материалов является сама среда, в которой мы живем. Только учтите:

21% атмосферы, в которой мы живем, состоит из очень химически активного газа, называемого кислородом. Другая проблема заключается в том, что буквально все покрыто тонким слоем воды (слой настолько тонкий, что его нельзя увидеть невооруженным глазом, но вызывает проблемы в атомно-силовой микроскопии). Поскольку большинство элементов на Земле являются, по крайней мере, в некоторой степени реактивными (за исключением золота и платины), они вступают в химические реакции с водой, кислородом или другими веществами в воздухе (CO2, сульфиды, вызывающие потускнение серебра и т. Д.). .) и, следовательно, материалы изменяются в результате этих реакций. Это приведет к тому, что инструменты «расстроятся», уменьшится их отношение сигнал / шум и появятся другие эффекты, которые приведут к выходу инструментов из калибровки.

Более того, счетчики Гейгера действительно точные приборы, которые являются одними из самых чувствительных устройств. Это означает, что даже действительно небольшие изменения будут иметь заметное влияние на их калибровку.

Читайте так же:
Wix разместить яндекс счетчик

analogsystemsrf

WhatRoughBeast

Электронная калибровка просто включает отправку импульсов на счетчик Гейгера, который регистрирует их как счетчики. Но почему это необходимо? Я думал, что каждая ионизация в трубе Гейгера-Мюллера в любом случае регистрируется как счетчик, без предварительной калибровки с использованием электрических импульсов. Так что там калибровать? Одна ионизация всегда равна одному счету.

Правда, но счетчик Гейгера не заботится о единичных счетах. Вместо этого он преобразует частоту счета в уровень излучения. Электронная калибровка предполагает, что сама трубка работает правильно, но затем выдает известные частоты импульсов, которые позволяют проверять калибровку скорости и дозы.

Радиологическая калибровка включает облучение счетчика Гейгера радиоактивным контрольным источником и настройку измерения радиоактивности счетчиком Гейгера в соответствии с фактической известной радиоактивностью контрольного источника. Но вместо этого, почему бы просто не запрограммировать счетчик Гейгера, чтобы узнать, что x cpm из определенного источника = x µSv / h, как определено конкретной моделью трубки Гейгера-Мюллера?

По сути, это то, что делает электронная калибровка. Но он делает предположения об ответе самой трубки GM. Воздействие на устройство известного источника излучения (если вы решите все необходимые меры предосторожности) является простым, быстрым и по своей природе всеобъемлющим. Зачем возиться с симуляциями, когда вы можете проверить непосредственно на реальность?

Хеннинг махолм

кленовый

Просто предположение, я понятия не имею, как создаются счетчики Гейгера.

Счет сам по себе не имеет смысла без временной области. То, что вы на самом деле измеряете, это «счет за период». И схема синхронизации определенно нуждается в калибровке, которая лучше всего выполняется с помощью генератора точных импульсов.

TestDeviant

Точка калибровки счетчика Гейгера предназначена для подтверждения правильного отклика детектора и линейности при высоких и низких скоростях счета. При гораздо более высоких скоростях счета вступает в силу мертвое время вашей схемы детектора, и результат должен быть компенсирован пропущенными счетами.

Отдел поверки и калибровки средств измерений электротехнических, радиоэлектронных и ионизирующих излучений

Начальник отдела — Жердев Александр Витальевич
Контактный телефон — (4742) 567-510
E-mail — zherdev@lcsm.ru

Услуги отдела:

Поверка и калибровка средств измерений времени и частоты

  • секундомеры электрические; секундомеры электронные с таймерным выходом, секундомеры-калибраторы,
  • счётчики импульсные,
  • частотомеры электронно-счетные; частотомеры стрелочные, показывающие.

Поверка и калибровка средств измерений электрических величин

  • амперметры, вольтметры и ваттметры постоянного и переменного тока (стрелочные и цифровые),
  • блоки питания и сигнализации, блоки поверки (стрелочные и цифровые),
  • ваттметры, варметры однофазные и трехфазные,
  • вольтметры цифровые универсальные,
  • вольтамперфазометры (стрелочные и цифровые),
  • измерители индуктивности, ёмкости, мосты переменного тока универсальные,
  • измерители параметров электрической безопасности устройств защитного отключения, тока короткого замыкания, сопротивления заземления, сопротивления изоляции,
  • имитаторы напряжения постоянного тока,
  • импульсно-магнитные анализаторы,
  • источники питания постоянного тока (стрелочные и цифровые),
  • калибраторы постоянного тока цифровые и калибраторы напряжения постоянного тока цифровые,
  • компараторы напряжения,
  • комплекты измерительные тока и напряжения,
  • клещи токоизмерительные переменного тока (стрелочные и цифровые), контроллеры, преобразователи, регистраторы измерительные электрических сигналов,
  • магазины нагрузок,
  • мосты постоянного тока, шунты постоянного тока, делители напряжения постоянного тока, потенциометры постоянного тока, меры Э.Д.С. нормальные элементы,
  • меры электрической ёмкости,
  • меры электрического сопротивления однозначные (катушки) и многозначные (магазины) постоянного тока,
  • миллиомметры, омметры, мегаомметры, терраомметры (стрелочные и цифровые),
  • мосты постоянного тока,
  • мультиметры, мультиметры-мегаомметры,
  • преобразователи измерительные тока и напряжения программируемые,
  • приборы для измерения сопротивления цепи фаза-нуль,
  • приборы для поверки вольтметров,
  • приборы комбинированные универсальные,
  • средства измерения и регистрации показателей качества электрической энергии, флекметры,
  • счетчики электрической энергии переменного тока индукционные однофазные и трехфазные,
  • счетчики электрической энергии переменного тока электронные однофазные и трехфазные,
  • трансформаторы тока,
  • трансформаторы напряжения,
  • установки для поверки счетчиков электроэнергии переменного тока,
  • установки высоковольтные,
  • установки поверочные постоянного тока для поверки амперметров, вольтметров, ваттметров постоянного тока,
  • устройства испытательные для релейной защиты,
  • устройства измерительные электрической прочности изоляции,
  • устройства сбора и передачи данных,
  • устройства нагрузочные трансформаторов тока.
Читайте так же:
Счетчики для количества товара

Поверка и калибровка средств измерений радиотехнических и радиоэлектронных величин

  • вольтметры селективные,
  • вольтметры электронные аналоговые переменного тока,
  • генераторы низкочастотные, генераторы стандартных сигналов, генераторы импульсов измерительные,
  • измерители нелинейных искажений,
  • измерители неоднородностей кабелей и линий,
  • измерители параметров полупроводниковых приборов и интегральных схем,
  • измерители уровня,
  • осциллографы одноканальные и многоканальные, осциллографы-мультиметры,
  • псофометры,
  • установки для поверки вольтметров.

Поверка и калибровка средств измерений характеристик ионизирующих излучений и ядерных констант

  • дозиметры для измерения мощности экспозиционной дозы,
  • рентгенметры,
  • альфа-радиометры,
  • бета-радиометры,
  • измерители мощности дозы.

Поверка и калибровка средств измерений медицинского назначения

  • дозиметры рентгеновского излучения клинические ДРК-1,
  • оксиметры пульсовые,
  • мониторы медицинские прикроватные и носимые (по каналам ЭКГ, ЧСС, ЭЭГ, ЭМГ, пульсоксиметрии, АД, частоты пульса),
  • комплексы и регистраторы артериального давления (по каналам ЭКГ, АД, частоты пульса),
  • комплексы и системы суточного и многосуточного мониторирования,
  • комплексы аппаратно-программные многофункциональные для проведения исследований функциональной диагностики,
  • электрокардиографы одноканальные, многоканальные,
  • кардиомониторы (носимые и прикроватные), кардиокомплексы,
  • электрокардиоскопы, электрокардиоанализаторы,
  • электромиографы, электромиоанализаторы, электромиографические комплексы,
  • электроэнцефалографы, электроэнцефалоскопы, электроэнцефалоанализаторы, комплексы электроэнцефалографические компьютерные,
  • реографы, реоплетизмографы, реопреобразователи, реоанализаторы,
  • амперметры, вольтметры и ваттметры постоянного и переменного тока,
  • спирографы, спирометры.

По заявке заказчиков и при большом объеме поверяемых СИ поверка проводится на месте эксплуатации следующих средств измерений:

  • трансформаторы тока и напряжения,
  • cредства измерений медицинского назначения.

Кроме того, сотрудники отдела осуществляют поверку:

  • измерителей скорости движения транспортных средств,
  • комплексов измерения скорости и регистрации видеоизображений транспортных средств,
  • имитаторов скорости движения транспортных средств,
  • приборов для поверки тахографов,
  • дефектоскопов ультразвуковых,
  • толщиномеров ультразвуковых.

Также сотрудники осуществляют калибровку приборов и аттестацию оборудования.

ГОСТ Р ИСО 11171-2012 Гидропривод объемный. Калибровка автоматических счетчиков частиц в жидкости (Переиздание)

5 Порядок проведения калибровки автоматических счетчиков частиц

5.1 Рекомендуемый порядок проведения всех этапов калибровки нового АСЧ приведен на рисунке 1. Выполняют процедуры, описанные в настоящем разделе, при получении нового АСЧ или после текущего ремонта, или перенастройки АСЧ или датчика (см. таблицу 1). Если не проводился ремонт или перенастройка АСЧ и датчика, или, если после проведения последней калибровки АСЧ по размерам частиц не наблюдалось заметное изменение его характеристик, или если АСЧ прошел проверку в соответствии с приложениями А, В, С, D и Е, и результаты ее документированы, то переходят к действиям, установленным в разделе 6. Рекомендуется придерживаться установленного порядка следования приложений и разделов в соответствии с рисунком 1 и таблицей 1. Оператор может выбрать другой порядок выполнения этапов калибровки при условии выполнения всех необходимых этапов.

Примечание — Процедуры, описанные в приложениях А, В, С и D, могут быть выполнены отдельной лабораторией или изготовителем АСЧ.

Изменение рабочих характеристик АСЧ может быть обнаружено различными способами, в том числе:

a) использование результатов анализа контрольных проб, отобранных в течение долговременного периода, и статистических контрольных карт процесса, таких как (контрольные) карты скользящих размахов результатов измерений (IMR), для обнаружения значимых изменений в калибровке;

Читайте так же:
Канализация гвс по счетчику

b) сравнение калибровочных характеристик, полученных в течение долговременного периода, для обнаружения значимых изменений в калибровке;

c) возврат АСЧ изготовителю для оценки и анализа изменений в калибровке;

d) анализ суспензии при первичной или вторичной калибровке в соответствии с 6.2 и 6.3, сравнение полученных значений счетной концентрации частиц с соответствующим распределением частиц по размерам для пробы. Если результаты согласуются с максимально допустимыми значениями (см. таблицу С.2), то можно считать, что метрологические свойства АСЧ определять размеры и подсчитывать число частиц практически не изменились со времени последней калибровки. Если результаты не согласуются, то это является показателем значительных изменений калибровочной характеристики, и оператору дается указание перейти к соответствующему этапу по таблице 1; или

e) анализ суспензии при первичной или вторичной калибровке и полученных результатов, как описано в d), затем анализ пробы суспензии ISO UFTD , приготовленной в соответствии с приложением А, и сравнение полученных значений счетной концентрации с предельными значениями, приведенными в таблице А.1. Если результаты находятся в пределах допустимых значений, приведенных в таблице А.1, то можно считать, что свойства АСЧ определять размер и подсчитывать число частиц практически не изменились со времени последней калибровки. Если результаты выходят за пределы допустимых значений, приведенных в таблице А.1, то это является показателем значительных изменений калибровки, и оператору дается указание перейти к соответствующему этапу по таблице 1.

ISO UFTD — ISO Ultrafine Test Dust (ультратонкодисперсная тестовая пыль ISO).

Примечание — В соответствии с настоящим разделом ремонт или перенастройку АСЧ относят к техническому обслуживанию, влияющему на свойства АСЧ точно определять размеры и подсчитывать число частиц.

После настройки, ремонта или замены источника света или любой другой части оптической системы следует повторно выполнить процедуры, описанные в разделе 6 и приложениях А, В, D и Е.

После настройки, ремонта или замены датчика или электронных устройств подсчета частиц следует повторно выполнить процедуры, описанные в разделе 6 и приложениях А, В, С, D и Е.

После настройки, ремонта или замены системы измерения объема следует повторно выполнить процедуры, описанные в приложении А.

После обычной очистки, подсоединения кабелей или периферийного оборудования, замены трубопроводов или соединений, или выполнения других операций, не связанных с демонтажем АСЧ, датчика или системы измерения объема, вышеуказанные процедуры выполнять не требуется.

5.2 Проводят предварительную проверку АСЧ, в том числе измерительного объема в соответствии с приложением А.

5.3 Определяют верхний предел измерений счетной концентрации частиц АСЧ в соответствии с приложением В.

5.4 Выполняют калибровку АСЧ по размерам частиц в соответствии с разделом 6.

5.5 Определяют предельные значения расхода жидкости через АСЧ в соответствии с приложением С.

5.6 Определяют разрешение АСЧ в соответствии с приложением D.

5.7 Проверяют точность отсчета частиц в соответствии с приложением Е.

5.8 Для выполнения требований настоящего стандарта АСЧ должен:

a) быть калиброванным в соответствии с 5.4;

b) соответствовать объему анализируемой пробы, разрешению и техническим характеристикам датчика, установленным в 5.2, 5.6 и 5.7;

c) работать на основе калибровочной кривой, определенной в соответствии с 5.4, при этом верхний предел измерений содержания частиц и скорость потока должны быть установлены в соответствии с 5.3 и 5.5.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию