电压表设计论文范文

电压表设计论文范文第1篇

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。

单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

功能结果

电压表设计论文范文第2篇

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

功能结果

电压表设计论文范文第3篇

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。

单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

功能结果

电压表设计论文范文第4篇

关键词：静止型动态无功补偿装置，电能质量，仿真，控制

1. 银城铺变电站概况

110kV银城铺变电站现有3个电压等级，分别为110kV、35kV、10kV，现运行两台40MVA有载调压变压器。最大负荷80MW。现有35kV出线4回，现有10kV出线17回。110kV为双母线带旁路接线方式；35kV为单母线分段接线方式，10kV为单母线分段接线方式。现有10kV无功补偿装置2组，总容量为12000kVAR。短路容量：110kV 最大2041 MVA、最小839 MVA；35kV 最大573 MVA、最小298MVA。

2. 35kV侧电能质量数据分析

为确定MCR型SVC装置研究与应用的方案，2010年9月对银城铺35kV两段母线进行了电能质量测试。测量的指标主要为电压总谐波畸变率、电压闪变、功率因数、无功波动、电压偏差率和谐波电流。通过对实际测量数据的分析，银城铺变电站35kV的4号母线存在的主要电能质量问题为：

1）功率因数偏低，仅为0.899（不投10kV电容器时）。

2）电压总谐波畸变率超标，如下表：

3）电压闪变超标，如下表：

4）谐波以3次、5次谐波为主。

3. MCR型SVC设计方案

通过实测电能质量数据和对其进行的分析，确定补偿方案的设计目标为：不投10kV电容器时功率因数补偿至0.97～0.99；消除母线上的电压畸变和闪变，滤除35kV母线3次、5次谐波；通过调节MCR可以将电压稳定在35 kV～36.8 kV范围之内。

3.1 一次设备接线方式

在35kV的4号母线上设计安装FC+MCR型静止型动态无功补偿及谐波滤波装置（SVC），其中FC分为两组，兼做滤波器使用，分别配置为3、5次谐波滤波器。

磁阀式可控电抗器（MCR）采用角形连接，滤波器由滤波电容器和滤波电抗器组成，其控制策略是以稳定35kV母线无功为主要目的，并对电压波动进行修正，采用闭环控制。通过PT检测母线电压，CT检测母线电流，通过控制器计算系统此刻的无功功率值，再根据检测到的母线电压，计算在限定的电压范围内补偿所需的无功功率。通过对MCR晶闸管开通角度的调节，满足稳定系统无功的主要目的。采用闭环控制可以实现快速响应和精确调节，使SVC达到最优的补偿效果。

3.2 35kV母线补偿容量的计算

35kV侧负荷基波无功补偿量计算，按未投入10kV电容器时功率因数计算。

（1）

式中，P为平均有功功率； 为自然功率因数； 为补偿后达到的功率因数。计算时由实测值 ，a1取0.899，a2取0.99，则 MVar，考虑到适当余度，补偿设计补偿容量可取21-24MVar。

3.3 滤波支路设计

在滤波器设计中，一般不将其设计到真正谐振状态，在整定值时，可将支路的电容变化率分别为1.07%（H3）和2.2%（H5）；偏离调谐点范围为0.5%（H3）和1.1%（H5），且滤波支路在设计时考虑了在调谐点谐波频率±2.5%范围内偏移时，均能达到滤波的要求例如：3次滤波器调谐值一般设计为2.985次滤波器设计值一般为4.95，设计滤波器时还要考虑品质因数，这个参数主要是衡量滤波效果；虽然理论上越大越好，但是品质因数过大，系统容易失谐，因此一般单调谐滤波器品质因数为15―45。滤波器主要参数如下表：FC部分全部投入后总设计容量18000kVar，总的基波容量为12000kVar。

3.4 磁控电抗器及其控制器设计

磁控电抗器由箱壳、器身、散热片、油枕以及出线套管等组成，其可控硅箱与电抗器本体可置于同一箱体的方式。磁控电抗器设计额定容量为12000kvar。一次接线图如下：

4.效果分析

通过对银城铺变电站35kV母线设计以MCR为主体的SVC无功补偿装置，能够成功地解决目前存在的电能质量问题，提高系统的电压稳定性，其效果主要表现在以下几个方面：

1）功率因数：35kV母线的平均功率因数在0.97以上。

2）谐波：35kV母线各相3、5次谐波电流均明显减小。

3）无功功率：35kV母线系统无功功率因SVC装置的大幅度波动变得非常平稳。

4）动态响应：设计的MCR型SVC装置在负荷发生变化的情况下，MCR能在1～2个周波内响应，并达到稳定。

5）电压偏差率：设计的MCR型SVC装置根据仿真分析，电压合格率均为100％。

另外，从经济效益上讲，设计的SVC装置还对减小电压降落损耗、降低电网线损、抑制闪变、提高电网供电能力和延长变电站电力设备使用寿命等方面发挥了重要作用。

参考文献:

[1] 陈伯超.新型可控饱和电抗器理论及应用.武汉：武汉水利电力大学出版社， 1999.20～66

[2] 徐俊起.新型静止无功发生器的研究：[硕士学位论文].成都：西南交通大学，2003

磁控电抗器由箱壳、器身、散热片、油枕以及出线套管等组成，其可控硅箱与电抗器本体可置于同一箱体的方式。磁控电抗器设计额定容量为12000kvar。一次接线图如下：

4.效果分析

通过对银城铺变电站35kV母线设计以MCR为主体的SVC无功补偿装置，能够成功地解决目前存在的电能质量问题，提高系统的电压稳定性，其效果主要表现在以下几个方面：

1）功率因数：35kV母线的平均功率因数在0.97以上。

2）谐波：35kV母线各相3、5次谐波电流均明显减小。

3）无功功率：35kV母线系统无功功率因SVC装置的大幅度波动变得非常平稳。

4）动态响应：设计的MCR型SVC装置在负荷发生变化的情况下，MCR能在1～2个周波内响应，并达到稳定。

5）电压偏差率：设计的MCR型SVC装置根据仿真分析，电压合格率均为100％。

另外，从经济效益上讲，设计的SVC装置还对减小电压降落损耗、降低电网线损、抑制闪变、提高电网供电能力和延长变电站电力设备使用寿命等方面发挥了重要作用。

参考文献:

[1] 陈伯超.新型可控饱和电抗器理论及应用.武汉：武汉水利电力大学出版社， 1999.20～66

[2] 徐俊起.新型静止无功发生器的研究：[硕士学位论文].成都：西南交通大学，2003

磁控电抗器由箱壳、器身、散热片、油枕以及出线套管等组成，其可控硅箱与电抗器本体可置于同一箱体的方式。磁控电抗器设计额定容量为12000kvar。一次接线图如下：

4.效果分析

通过对银城铺变电站35kV母线设计以MCR为主体的SVC无功补偿装置，能够成功地解决目前存在的电能质量问题，提高系统的电压稳定性，其效果主要表现在以下几个方面：

1）功率因数：35kV母线的平均功率因数在0.97以上。

2）谐波：35kV母线各相3、5次谐波电流均明显减小。

3）无功功率：35kV母线系统无功功率因SVC装置的大幅度波动变得非常平稳。

4）动态响应：设计的MCR型SVC装置在负荷发生变化的情况下，MCR能在1～2个周波内响应，并达到稳定。

5）电压偏差率：设计的MCR型SVC装置根据仿真分析，电压合格率均为100％。

另外，从经济效益上讲，设计的SVC装置还对减小电压降落损耗、降低电网线损、抑制闪变、提高电网供电能力和延长变电站电力设备使用寿命等方面发挥了重要作用。

参考文献:

[1] 陈伯超.新型可控饱和电抗器理论及应用.武汉：武汉水利电力大学出版社， 1999.20～66

电压表设计论文范文第5篇

关键词：负荷，损耗，节能

 

节能工作是支持国民经济迅速发展的重要一环，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2～3 倍，节能工作潜力很大。对于建筑电气而言，合理的选用设备，合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等手段都能够较好的实现建筑电气的节能降耗。

一、用电负荷计算

用电负荷计算方法宜按下列原则选取；在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法；对于住宅建筑，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。

二、供配电系统的节能设计

（一）节能型变压器

减少变压器的有功损耗,按下式计算

ΔPb =Po +β2 ×Pk；

式中ΔPb：变压器的有功损耗（kW）；Po：变压器的空载损耗（kW）；Pk ：变压器的有载损耗（kW）；β：变压器的负载率（0≤β≤1）。

Po 又称铁损，由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺，故变压器应选用节能型的，如S9 、SL9 型油浸变压器或SC9 型干式变压器。Pk是变压器的线损，与流过绕组的电流的平方成正比。当Po =β2 ×Pk时变压器的效率最高。一般变压器的经济运行负荷率在50 % -70 %时，有功、无功损耗电量最少，运行效率最高，但在实际运行中，负荷率是随时间而变化的，故设计中不按变压器的最佳负荷率来选择，而应略高于变压器的最佳负荷率，一般为75 % ~ 90 %。

（二）减少线路的电能损耗

一个工程的线路全长动辄万米以上,所以线路上的总有功损耗是相当可观的, 减少线路上的能耗应引起设计重视，可从以下几方面入手：

(1) 选用电导率较小的材质作导线，铜芯最佳。

(2) 配电室或配电箱应位于负荷中心，减少单回路导线长度，以减少回路上的电压降，进而减少来回线路上的电能损失。

(3) 适当增大导线截面，对于比较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面的基础上，应再加一级导线截面，以延长导线的使用寿命，减少线路的损耗，也提高了供电质量，并为负荷的发展留有余地。

根据设计经验，住宅单元进户线截面的选择经常取决于住宅面积，如表所示：

住宅面积/m2 单元用电kW/户 电度表/A 进户线截面mm2

60 3-5 5(20)A 4

60-120 5-8 10(40)A 6

120-200 8-10 15(60)A 10

（三）提高配电系统的功率因数

系统中的用电设备如电动机、变压器、气体放电灯中的整流器都有电感，会产生滞后的无功，这就需要从系统中引入超前的无功相抵消。这部分超前的无功从系统经高低压线路传输到用电设备，也产生了损耗。这些损耗的降耗措施如下：

(1) 提高设备本身的功率因数，减少对超前无功的需求；可采用功率因数超前运行的同步电动机，电感整流器的气体放电灯加装电容器等措施。

(2)采用电容补偿，产生超前无功。且无功补偿装置应就地安装，以减少线路上的无功传输。，负荷。

三、电气照明系统的节能设计

（一）确定合理的照明指标

照明节能应能提高整个照明系统的效率，而不是在损失照明质量的情况下片面地强调节能。照明设计应从照度、照明均匀度、眩光值、光色、能效指标等来综合地评价。在民用建筑中实施的照度标准值，可以根据国家标准结合照明要求的档次高低来选择。档次要求高的可提高一级，档次要求低的可降低一级。

（二）采用高效节能光源

采用光效高、光色好、显色性高的光源代替白炽灯。灯具悬挂较高场所的一般照明，宜用金卤灯、高压钠灯；灯具悬挂较低场所的一般照明，宜采用荧光灯。

（三）选择节电的照明电器配件

选择节能型的灯具电器配件（如镇流器）。，负荷。以往广泛应用的直管荧光灯电感镇流器，其自身功耗为光源功率的20%左右，而节能型电感镇流器电能损耗率<10%，更节能的电子镇流器，电能损耗率只有3~5%。在量大面广的照明设计中，采用节能电子镇流器，节能的效果就非常明显。

（四）选择合理的灯具控制方案

建筑物室内照明应尽量利用自然采光，对可以利用自然光的这部分区域的照明，可以采用灯光调节装置，根据照度变化进行灯光自动调节。对长期需要开停，但又要按人流的多少自动调整照度的场合，在增加投资不多的情况下，采用调电压调光，以达到节能的目的。

面积较小的房间宜采用一灯一控或二灯一控，面积较大的房间采用多灯一控的方式，但每个开关控制的灯数不宜太多，也应考虑适当数量的单控灯。室外宜采用光电自动开关或光电定时开关控制。

（五）加强照明用电的管理

加强照明用电管理是照明节能的另一个重要方面。，负荷。主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主。实行经济责任制，将节电纳入考核内容，促进职工树立节电意识，对照明灯做到合理控制，养成随手关灯的习惯。这些措施都能有效地降低照明用电量。

四、建筑电气设备的节能

（一）空调系统

其主要包括： ①冷冻水与冷却水系统的优化控制； ②热交换系统温差与流量的优化控制； ③变风量系统等控制技术。

（二）电梯

包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。

（三）电动机节能

建筑电气中的电动机可采用变频调速器，可在负载下降时，自动调节转速，使其与负载的变化相适应，提高电机在轻载时的效率。

另一种方式是采用软起动器，软起动器是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。因电压连续可调，故而起动平稳。也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信号控制可控硅导通角，以使速度随负载变化而变化。，负荷。

五、利用太阳能等清洁能源

光伏发电技术是民用建筑中应用较多的节能措施。，负荷。太阳能光伏发电系统目前主要应用于太阳能热水、太阳能锅炉、太阳能照明灯具等。，负荷。随着太阳能光伏发电技术的不断发展完善和日趋成熟，该系统将得到更为广泛的应用。

六、结论：无论是供电系统或用电设备, 建筑电气节能的潜力巨大。合理计算建筑的用电负荷，正确设计变配电系统，推广节能型用电设备，运用新技术，再配以科学的管理，是实现建筑电气节能降耗的有效措施。

参考文献

1.李宏毅,金晶编建筑工程电气节能[M],中国电力出版社,2004:30-52

2.赵维福,李国林建筑节能技术研究[J],应用能源技术,2006(5):40-43.

3.GB50034-2004建筑照明设计标准[S],中国建筑工业出版社.

4.欧孟凤建筑电气设计中的节能方式[J],电气时代,2005(12):80-81.

5.张永平浅析民用建筑电气设计中的节能措施[J]，甘肃科技，2009(13):75-77

电压表设计论文范文第6篇

一、评价实验器材

例1为测量一只标有“6.3V0.3A”的小灯泡的额定功率，某实验小组设计了如图1所示的电路.现有实验器材为：电压表（3V，15V）一只，电流表（0.6A，3A）一只，“10Ω2A”和“50Ω1A”的滑动变阻器各一只，电源（电压恒为12V）一个，开关一个，导线若干.实验时，甲同学认为电压表和电流表都应选用小量程，滑动变阻器应选规格为“50Ω1A”的那只；乙同学认为电压表应选用大量程，电流表应选用小量程，滑动变阻器应选规格为“10Ω2A”的那只.

请你对两位同学器材选择的合理性作出评价，并填入下表中（如合理，不需说明理由；如不合理，请指出不合理之处和产生的后果）.

解析：甲同学器材选择得不合理.小灯泡的额定电压是6.3V，而甲同学选择的电压表的小量程为3V，小灯泡的额定电压超出了电压表的量程，电压表无法正确指示小灯泡的电压.

乙同学的选择也不合理.当小灯泡正常工作时，通过滑动变阻器的电流是0.3A，滑动变阻器两端的电压是12V-6.3V=5.7V，此时滑动变阻器接入电路中的电阻应为19Ω.而乙同学选择的滑动变阻器的最大阻值仅为10Ω，这样就使小灯泡两端的实际电压高于额定电压，容易将小灯泡烧坏.

二、评价实验方案

例2物理课上老师让同学们设计一个测量未知阻值电阻Rx的电路，各组同学都提出了自己的设计方案.下面是其中两组设计的实验方案.

a.甲组设计的实验方案

器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源（电压未知） 、未知阻值电阻Rx、导线.

电路图：如图2所示.

b.乙组设计的实验方案

器材：已知阻值的定值电阻R0、电流表、开关、电源（电压未知）、未知阻值电阻Rx、导线.

电路图：如图3所示.

（1）请你写出未知阻值电阻Rx的表达式：

甲组：Rx=______；

乙组：Rx=______.

（2）请你对以上两组设计的实验方案进行比较分析，并作出合理的评价.

解析：（1）在图2中，电压表测未知阻值电阻Rx两端的电压Ux，电流表测通过Rx的电流Ix，故Rx= .

在图3中，开关S断开时，电流表测通过R0的电流I0；开关S闭合时，电流表测干路中的总电流I，此时通过Rx的电流Ix=I-I0.根据电源电压不变，得I0R0=（I-I0）Rx，所以Rx= R0.

（2）甲组设计的实验方案，电路中有滑动变阻器，可以改变未知阻值电阻两端的电压和通过未知阻值电阻的电流，获得多组实验数据，然后取多次测量的平均值，减小实验误差.乙组设计的实验方案，操作简单，但无法多次测量取平均值，实验误差较大.

三、评价实验数据和结论

例3某初中的同学们在探究“并联电路中干路电流与支路电流的关系”时，小岩所在的小组选了两个“2.5V

0.3A”的小灯泡，按图4所示的电路做了两次实验，记录的数据如表1所示.

在对数据进行分析和论证时，小岩认为该实验应有如下结论：①并联电路中各支路电流都相等；②干路电流与支路电流的关系为I干路=nI支路 （n为支路条数）.

由于本组其他同学对小岩得出的结论有异议，于是他们又选了一个“3.0V0.3A”的小灯泡和一个“2.5V0.3A”的小灯泡，重新做了两次实验，得到的数据如表2所示.

（1）分析表2中的数据，如果你是组内成员，将如何评价小岩的观点？

（2）回忆你在初中阶段的实验经历，并结合本次实验对你的启发，谈谈做物理实验的注意事项.

解析：（1）小岩的结论在特殊条件下（并联电路中各支路电阻相同）是成立的.但分析表2中的数据可知，通过两条支路的电流并不相等，干路电流与支路电流的关系也不符合I干路=nI支路.由此可见，小岩的观点不具有普遍性，是错误的.

（2）分析实验数据，总结物理规律时，不能拿特殊当一般，轻易下结论，而应进行多次实验，寻找归纳普遍规律；实验时，应认真听取别人的意见，设计科学合理的实验方案.

四、评价实验过程

例4某同学在做“研究电流和电压、电阻关系”的实验中，按如图5所示的电路首先研究电流与电压的关系.通过移动滑动变阻器的滑片，三次改变定值电阻R0两端的电压，得到了三组实验数据如表3所示，分析实验数据得出了电阻不变，电流与电压成正比的结论.然后研究电流与电阻的关系，实验电路不变，滑动变阻器的滑片不动，三次更换定值电阻R0（5Ω、10Ω、15Ω），得到的数据如表4所示，分析实验数据得出了电压不变，电流与电阻不成反比的结论.你认为该同学的实验操作过程有没有不当之处？请作出合理的评价.

电压表设计论文范文第7篇

论文摘要：改革开放以来，我国经济发展较快，城乡用电量大增，而设备和管理的改造升级却并未跟上，造成了低压配电管理中出现了很多问题，本文对此略作探讨，主要对低压配电管理中存在的问题进行了分析，并对低压配电管理相关的几个问题提出了解决方案。论文关键词：配电 低压 管理 0 引言 低压配电系统是由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成的，在管理中涉及很多问题，以下一一展开论述： 1 目前低压配电管理中存在的问题 1.1 技术方面存在的问题 这些问题主要体现为以下几点：①低压线损较高；②设备落后，老化；③电表难以防窃电功能不强；④三相负荷不均衡。 1.2 管理方面存在的问题 在管理方面主要存在以下问题：①线损工作不达标；②线路和设备维护和保养不够；③对违章用电和窃电现象管理不力。 随着我国经济日益快速发展，城乡用电量日益增大，这对我们的低压配电管理工作提出了更高的要求。笔者根据在工作中多年的实践经验提出一套低压配电管理思路，下面分别从三个方面来对此问题展开论述。 2 低压配电管理措施 2.1 进行科学管理 要达到科学管理的目的，需要从以下几个方面着手： 2.1.1 建立科学合理的管理制度。建立合理的低压配电管理体系，可以对电网中涉及的各所各站进行统一管理。同时还要明确划分管理人员职责，将职责落实到位，确保低压配电管理有章可循，有法可依。 2.1.2 建立定期抄表制度，实行动态抄表管理，定期和不定期地按线路同步查抄计量总表和分表。 2.1.3 严防窃电行为，加强用电监督。作为基层电网的工作人员，要遵守用电制度，并以制度为依据，加强宣传，倡导广大用户文明用电，依法用电。 2.1.4 保护供电设备的正常运行，对用电量要详细检测，详细记录，严防窃电和违规用电行为的发生，对已经发生的，要严厉制裁。 2.1.5 加强需求侧管理，正确指导客户用电设备的运行维护管理，确保经济运行。重视低压配电变压器的经济运行，对于季节性或临时性的配电变压器，在投运前应根据配电变压器的容量接入相应数量的负荷，以此保证变压器的负载率最合理，效率最高，能耗最小。 2.2 城镇“标准化”改造 当前，我们市正在进行县城电网改造工程，这为我们降低线损工作提供了一个难得的机遇，低压改造同时也是电网改造效益的最直接体现。通过电网改造需要达到以下几个目的:一是掌握本所所辖电网中的电能损失规律；二是查找技术线损与管理线损的组成比例，为日后的实际工作和策划管理提供理论依据和数据支持；三是检测电力网络的漏洞，确定工作今后电网改造的重点；四是找出电力网运行存在的问题，制定最佳运行方案，使得降损措施具有针对性；五是查找出线损升、降的原因，制订出大致的工作方向。 2.3 规范抄表管理，更换新型电表 要淘汰旧式电能表，转而采用误差小、超载能力强、抗倾斜、防窃电、可实现抄表自动化管理的新型电能表。推广应用集中抄表系统，实现大用户和居民用户远程抄表。 3 低压配电网建设 3.1 技术要点 3.1.1 低压配电网宜采用安放有低压配电柜的低压配电室为中心的放射状结构。在各个变压器之间可以设置漏电保护装置、熔断器、低压断路器等，这些设备可以保护低压配电线路在出现故障后依然可以向用户正常供电。 3.1.2 配电设备建议采用低压配电室或户外配电箱的形式来进行，并将各用户的计量表计、计量表进线侧开关及漏

电压表设计论文范文第8篇

关键词： 变压器更新节能耗损经济效益

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

配电变压器是配电网的主要设备之一，其损耗在整个配电网损耗中占有很大比重（根据我们历年统计在80%以上）。长期以来，我国变压器能效标准水平落后，以及在电网中老旧变压器占有量过大，造成配变损耗很大。因此，更新老旧变压器，减少变压器的损耗，是供电企业节能降耗的重要手段，也是建设节约型社会和建设节约型企业的需要。

传统评估配电变压器更新的经济效益时，一般只考虑节能效益，事实上以节能变压器替换高能耗变压器还将带来多个方面的经济效益；如旧变压器的残余价值、维护成本的下降、停电风险的减少、无功补偿的减免容量投资等。本文就典型配电线路，对变压器更新经济效益进行了较为完整的建模与分析。实际表明，由于节能配电变压器替换高能耗配电变压器后，会带来有功损耗减少、设备故障率的下降等方面的效益，同时提高了供电可靠性，保护了环保，节约了资源。所以，在当今建设节约型社会要求下，加快高能耗配电变压器的淘汰势在必行，经济效益、社会效益明显，符合我国建设节约型社会的国策需求。

1建立评估分析模型

由于篇幅的原因，为简化计算和分析，我们对该线路的参数进行了适当的理想化，和实际情况对比，我们发现计算的值和实际值差距不超过10%，是符合实用要求的。

典型配电线路挂接的高损配电变压器线路接线及其参数示意图：

同时，为简化计算和分析，我们还假设：

（1）配电线路中原有全部S7型系列变压器，现对其分别更新为同容量的S13-M·RL系列变压器，进行节电效果与经济效益计算，并对结果进行对比分析。

（2）各负荷点功率因数为0.8，对各负荷点分别选取1.0、0.8、0.6、0.4、0.2五种负荷水平进行计算，并假定以各负荷水平等时间取其平均值，对结果进行分析。

（3）分别假定所有变压器都是公用变。

根据以上简化理想模型的设定和假设进行计算，得到各负荷点的功率分布如表1所示。

表1 各节点的变压器和负荷功率

2变压器更新经济效益评估分析

计算过程的其参数设定如下：分别设变压器已使用年限t0=5年、10年、15年、20年、25年；电价为0.675（元/kWh），低压侧无功补偿可变费用Pc=100（元/kvar），变压器故障恢复时间T0=24（h），单位停电对供电企业造成的经济损失δ=3（元/kWh）。

根据变压器有功损耗P和无功损耗Q的计算公式，设高耗变压器L与新型节能变压器X的有功功率损耗PL、PX，无功损耗QL、QX；则更换后的新型变压器X比老式变压器L的有功功率节约P、无功功率节约Q分别为：

P=PL-PX，Q=QL-QX

新型变压器比老式变压器，变压器本身全年运行节约有功电能AP为：

AP =8760P

对于公用变压器，其产权一般是属于供电企业的，对其新旧更换通过计算回收期来判断更换的经济效益。这里计算回收期TB的计算是以投资费用扣除减免费用后的投资Z与线路年省网损费用GW相比得到的。即

TB=Z/GW

GW包括全年节省线路电能费用，全年节省配变总铜损电能费用以及全年节省配变总铁损电能费用

Z为更新所选变压器的投资减旧变压器的残值和减少无功补偿投资。

因此，其投资回收年限为

TB=Z/GW

以上是没有考虑风险收益ZR，若计及风险收益ZR（对于供电企业而言，主要是损失供电量产生的费用和故障维修费用），则其等效投资Z为更新所选变压器的投资减旧变压器的残值和减少无功补偿投资再减去其风险收益。

则其投资回收年限为

TB=Z/GW

关于更新变压器的投资回收年限，我们一般认为：当TB≤5年时，变压器应立即更换为宜；当5＜TB＜15年时，变压器更换应酌情考虑；当15≤TB年时，可以暂且不作考虑。

根据前面的理论分析和计算公式并采用潮流计算工具（注：我们用的是“线损理论计算与管理软件（3.0版）——华南理工大学、广东电网公司电力科学研究院开发）进行计算，结果如表2～表4所示。可见，S7系列变压器更换为S13型及SH15型后，变压器故障明显降低，节电效果明显；既降低了有功损耗，又降低了无功损耗，全年节约电量分别为5.17万千瓦时和6.52万千瓦时。

表2 不同系列变压器潮流计算结果

可见，S7系列变压器更换成S13-M·RL与SH15非晶合金变压器，无认论是供电企业还是专变用户均可获得比较明显的经济效益：年节约电能费用3.3万～4.4万元；不考虑运行风险的投资回收期在20年左右，当考虑运行风险时投资回收期则在12年以内，且新变压器在使用报限内整条线路（对于供电企业）节省电能费用73万～96万元，对比更新变压器的总投资74万～82万元而言，经济效益是比较明显的。

由上分析可以得到以下结论：

1）对供是企业来说，把S7型变压器更换成S13M·RL或SH15非晶合金变压器，可以带来比较明显的经济效益：不考虑变压器运行风险的投资回收期分别为21年和18年；当考虑运行风险时，投资回收期缩短10年左右；再考虑到电网中负荷的增长，投资回收期将进一步缩小，经济效益将更显著。

2）对配电网中使用年限不同的老旧高能耗变压器进行更换，其投资回收期也是不同的。计算表明，对已使用15年以上的老旧高能耗变压器进行更换，其投资回收期最短，具有最优性。

以上结论是针对典型配电线路得出来的，用在其他特点的配电线路上分析表明，不同参数的线路的变压器更新效益是不一致的，但总体上来看有以下结论：

1）对运行有15年以上的S7系列等高能耗配变，立即更换的经济效益（不考虑风险收益）是合理的，所更换的投资一般可在15～21年内收回，且运行年限越大其回收期越短。推荐对运行有15年以上的老旧高能耗配变尽快安排更新。

2）对S9系列的配变进行更新（到S13、SH15等）的投资回收期一般在25年左右。立即更新的必要性不大，可在发生故障后维修费用较大的情况下考虑更新。

3）对于把电网安全稳定作为生命线的供电企业来说，更换老旧高能耗变压器，可以提高供电可靠性，降低运行风险，对系统稳定运行更具有积极意义。

4）更新老旧高能耗变压器不仅可以给企业带来明显的节电效果和经济效益，对整个社会来说更具有巨大的节电潜力和显著的社会经济效益，在降低社会生产成本、缓和社会电力供需矛盾、节约能源、环保等层面上意义重大。

参考文献：1.广东电网工程建设预算编制与计算标准实施细则（2009年版）。

2.配网节能规划与运行 中国电力出版社。2009

电压表设计论文范文第9篇

关键词：直流稳压电源；电路设计；工作原理

1 电路设计背景和目的

通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看，中职院校的学生普遍文化基础薄弱，对文化课、理论课不感兴趣，但是大部分中职学生对实训课程感兴趣，喜欢动手操作，能够尝试动手去做一些实验，有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如，简单的门铃电路，流水灯电路等。因此，针对中职院校学生的实际情况，结合我学院电气工程系的学生学习情况，今年，我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革，去掉纯粹的理论课，所有专业课程都变为一体化课程，让学生通过动手操作掌握理论知识，真正做到在做中学，在学中做，在这样的背景下，我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去，变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提，我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计，目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践，同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识，能够培养学生掌握理论知识的能力，激发学生热爱电子专业的热情，提高了学生学习的积极性，最重要的是让学生学会了技能，一技在手，更好地走上工作岗位，尽快地适应社会。

2 电路设计实验设备及器件

所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料：

2.1 电路所需实验设施和工具

本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要必要的焊锡和连接线。

2.2 电路所需元器件清单

元器件清单如下：

1A二极管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；发光二极管V5，1只；熔断丝FU 参数为1A1只；100uF 50 V电容C1，1只；10uF25V电容C2，1只；500uF 16V电容C3，1只；2200uF电容C4，1只；开关SW，1只；2.7KΩ电阻R1，1只；190Ω电阻R2，1只；280Ω电阻R3，1只；1KΩ电位器R4，1只；三端集成稳器CW7812 U（可调范围1.25V～12V），一只；可调电阻RW，1只。

3 电路设计思路

直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性，所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。

3.1 直流稳压电源的工作原理

直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成，其组成框图如图1：

直流稳压电源各部分的作用

（1）电源变压器：主要是降压器，用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。（2）整流电路：利用整流二极管单向导电性，把交流电U2转变为脉动的直流电。（3）滤波电路：利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉，滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。（4）稳压电路：利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的，用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。

3.2 直流稳压电源的设计方法

直流稳压电源的设计，是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数，选择出这些元器件。

具体设计方法分为三个步骤：第一步：根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX，确定出稳压器的型号及电路形式。第二步：根据稳压器的输入电压Ui，确定出电源变压器二次侧电压U2；根据稳压电源的最大输出电流IOMAX，确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2；再根据P2，确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数，选择合适的电源变压器，一般为12v。第三步：确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数，选择合适的整流二极管和滤波电容。

4 电路设计步骤

电路设计思路想出后，考虑实际电路具体设计步骤，完整的设计步骤是整个电路的核心部分，因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要，具体步骤为以下几步：

4.1 电路图设计方法

电路图设计使用PCB制图软件制作

4.2 电路原理图的设计

电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。

4.3 直流稳压电源实物设计

如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路，然后从稳压器的输入端加入直流电压UI？燮12V，调节RW，如果输出电压也跟着发生变化，说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻，正确判断出二极管的极性后，先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝，然后安装整流滤波电路。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性，若UI的极性为正，则说明整流电路连接正确，然后断开电源，将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源，调节RW的值，如果输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作。

5 电路设计总结

通过论述直流稳压电源电路的设计过程，强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路，广泛运用于生活中，例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时，也通过查阅参考书，网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中，通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识，特别是强化了自己的教学能力，增强了所教专业学生掌握理论知识的能力，提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看，我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快，容易接受，对教师所设计的教学模块感兴趣，并且激发了继续探究这一教学模块的动力，这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。

参考文献

[1]郭S.电子技术基础（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

[2]王建.维修电工技能训练（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

电压表设计论文范文第10篇

关键词：三相交流电路;创新学习;设计型实验;Matlab仿真;仿真模型

中图分类号：TM933 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0155-03

实验是电工课程学习的重要实践环节，分为基础演示型、验证型和设计型实验，而设计型实验最能锻炼学生的综合素质。设计型实验要求根据给定任务，设计实验方案、电路图及选择参数、独立进行测试和调整各参数值，得出符合任务要求的测试电路。如果能在进入实验室进行真正实验之前，对设计性实验采用计算机进行仿真设计，则可充分理解实验的目的、内容，避免实验过程中的某些错误，大大提高实验效率。也可以克服实验设备不足的限制。Matlab/Simulink仿真是一种交互式仿真，利用它进行仿真实验，不仅电路直观，易于理解，而且实验中的参数修改方便，实验结果一目了然。通过仿真设计过程可以开阔学生的思路，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[1]，提高其综合素质。

一、三相交流电路电压电流的测量实验设计

1.三相交流电路实验要求。①完成三相电阻性负载作星形联接的三相交流电路设计。且所设计的电路需完成：（1）有中线Yo接法;（2）无中线Y接法两种情况时：研究负载对称;负载不对称;负载不对称，A相又开路等工作情况[2]。②完成三相电阻性负载作形联接的电路设计。研究在负载对称和负载不对称时的工作情况。③测量负载线/相电压、电流，并分析三相电路的负载线/相电压，电流的关系以及中性线作用。

2.设计实验电路。设三相交流电路如图1所示，上图为三相负载Y形联接，下图为三相负载形联接。三相电源经自耦调压器接到灯组负载，调压器的输出线电压220V，相电压为127V，频率50Hz。N为中性点。三相负载为RA，RB，RC。每相选取3个并联的白炽灯（规格为10W，220V），每个灯的电阻为R=2202/10=4840Ω。如果负载对称，即开关闭合，每相开3盏灯，则RA=RB=RC=1613Ω。如果负载不对称，A相开1盏灯，B相开2盏灯，C相开3盏灯，则RA=4840Ω，RB=2420Ω，RC=1613Ω。如果负载不对称，A相又开路，B相开1盏灯，C相开2盏灯，则RB=4840Ω，RC=2420Ω。

二、利用Matlab仿真三相交流电路

1.建立仿真模型。三相实验电路设计好后，借助Matlab/Simulink中的相关模块建立电路的仿真模型。表1列出了主要元器件的模块名称及提取路径。建立的仿真模型如图2所示，负载是Y形接法，也可改形接法。

2.设置模块参数及注意的问题。①三相交流电源。双击单相交流电源模块，可对参数进行设置[3]。设置峰值电压127*sqrt（2）V，频率50Hz，相位为0°，B、C相位分别为-120°，+120°。同理，可对其他模块参数进行设置。②负载RA，RB，RC的参数设置。通过设置其参数值大小，可得对称负载或不对称负载。③电压电流的测量。各交流电压表、电流表所测得的值均为有效值，而仿真模型中的电压、电流均为瞬时值，因此通过“Discrete RMS Value”模块将瞬时值转换为有效值，模块的频率设为50Hz。④测量与显示。Multimeter可显示所需测量的电参量，能省掉很多电压、电流测量模块[3]。选择“Scope”和“Display”模块显示波形及数据。⑤电路改接。在仿真模型中直接操作，如将A相开路，可将负载RA与中性点的连接线剪切掉。⑥仿真时间设置为0～0.06s，仿真算法采用ode45，其他为缺省设置。

3.运行仿真模型获取实验数据。①三相四线制Yo形联接（有中线）：

测量有中线时三相对称负载（每相开3盏灯）和不对称（A开1盏灯、B开2盏灯、C开3盏灯;A断路，B开1盏灯、C开2盏灯）情况下的Ul、UP、I1、Ip以及中线两端的电压UNO的数值，注意观察中线的作用。运行仿真所得的数据计入表2。②三相三线制Y形联接（断开中线）：将中线断开，测量无中线时三相负载对称（每相开3盏灯）和不对称（A开1盏灯、B开2盏灯、C开3盏灯;A断路，B开1盏灯、C开2盏灯）情况下的各电量，将数据记入表3。

③三相三线制形联接：三相负载对称时取A-B、B-C、C-A相均开3盏灯。三相负载不对称时取A-B相开1盏灯、B-C相开2盏灯、C-A相开3盏灯。运行仿真模型，所测得数据计入表4。

4.仿真结果分析。从表2～4数据中可得出如下结论：①当负载采用Yo联接时，不论负载是否对称，Ul=■UP，I1=Ip。当负载对称时，各相电流相等，流过中线的电流Io=0，所以中线可以省去。②负载不对称无中线Y接时，Ul≠■Up，负载的UP不再平衡，各Ip也不相等，致使负载轻的一相因相电压过高而受到损坏，负载重的一相也会因相电压过低不能正常工作。③不对称三相负载作Y联接时，必须采用Yo接法，且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称[5]。④三相负载形联接时，不论负载是否对称，Ul=Up;若负载对称时，其Ip也对称，Il=■Ip;若负载不对称，则Il≠■Ip。⑤三相负载形联接时，不论负载是否对称，只要电源的Ul对称，加在三相负载上的电压Up也对称，各相负载的工作均不受影响。

从上面对数据的分析可知：应用Matlab软件完全可对三相交流电路进行仿真实验，得出的结论全都符合理论内容，因此仿真实验是正确的、可行的。

三、结束语

仿真实验不仅安全，电路的连接和参数值易于修改，而且可直观地看到电路的输出波形结果，操作极为方便，效果很好[6]。仿真实验所得结论与理论分析结果完全一致，从开始设计实验电路到完成仿真实验，得出所需数据及波形，花费的时间比到实验室做实验要少，在同样时间内，做仿真实验学到的知识更多，大大提高了学习效率。因此利用Matlab进行设计型实验仿真学习是正确可行的。另外在设计过程中，可高效地开发学生的思维，开拓学生的思路，锻炼其单独创新设计、独立思考问题、分析判断问题和解决问题的能力，加强学生全面素质的培养，尤其是创新能力的培养[7]。

参考文献：

[1]彭安华，张金文.以能力培养为主线，改进电工学实验教学[J].实验科学与技术，2011，（6）：135-137，163.

[2]秦曾煌.电工学（上册）电工技术（第6版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]付巍.Matlab在电工技术课程教学中的应用[J].机械管理开发，.2005，（6）：118-120.

[4]郭桂叶，李斌.“电工电子技术”课堂教学的改革与实践[J].遵义师范学院学报，2011，（6）：93-94..

[5]化晓茜，王紫婷.改革电工电子实验教学 培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2011，（6）：151-153.

电压表设计论文范文第11篇

【关键词】空气悬架;硬件电路;控制系统

一、引言

空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性来实现其弹性作用。压缩气体的气压能够随汽车载荷和路面状况的变化而进行刚度的自动调节，不论满载或者空载，整车高度不会有太大的变化，大大提高了行驶平顺性和操纵稳定性，同时还可以减轻重载车辆对路面的破坏[1]，在高等级客车和重型载货汽车上得到广泛的应用。

二、高度信号检测电路设计

车身高度信号的检测是依靠三个高度传感器和电路而组成。本文所选用的车身高度传感器为WYH-AT-3V0型磁阻式无触点角度传感器，转动角度的变化在90°范围内输出标准电信号0～5V。车身高度传感器固定安装在车身上，通过摇臂、连杆与车轮相连[2]。由于输出信号为0～5V的标准电压信号，因此需要现对模拟信号进行模数转换后才能送入微控制器。因此可以把0～5V的模拟电压信号先送入A/D转换器，然后在送入微控制器，本文选用模数转换芯片为TLC2543，高度模拟信号在通过模数转换芯片TLC2543后可以通过串行通讯接口送入微控制器，相关电路原理图如图1所示。

图1 高度信号检测电路原理图

三、压力信号检测电路设计

在客车空气悬架控制系统中，压力传感器主要是用来监测空气弹簧气囊的压力，监测气囊压力的目的是为了防止过载以使空气弹簧工作在一个压力范围内。压力传感器选用西安兰华传感器厂的一款EX型号压电式传感器，传感器是输出信号为4～20mA的电流信号，电流信号在传输过程中不会产生压降，因此电流信号的抗干扰能力比较强。

由于微处理器的模数转换器（ADC）只能转换电压信号，因此需要先把4-20mA的电流信号转换为电压信号后才能够送入微处理器。在本系统中，电流信号转换为电压信号是通过以下电路实现的：4～20mA电流信号到1-5V电压信号的转换主要通过250欧姆电阻R34完成，R34为高精度的0.1%的金属膜电阻，可以尽可能的降低温漂带来的精度降低。电阻R32和R33为1%的金属膜电阻。其中运算放大器选LM324，LM324为四运放集成电路，14脚双列直插塑料封装，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用等优点，因此可以用一片LM324完成四路的电流电压转换。电流信号转换为电压信号的电路原理图如图2所示。

图2 电流电压量转换电路

通过不同的电流输入量测量输出点A的电压量，得到的理论计算值和实测量对比表如表1所示。

表1 电流电压转换电路对比表

电流输入量（mA） 0 4 8 12 16 20

理论电压值（V） 0 1 2 3 4 5

实测电压值（V） 0 0.98 1.97 3.09 3.89 5.08

由表1可以得出电流电压转换电路的理论值和实际测量值的对比曲线，对比曲线如图3所示。

图3 电流电压量转换理论值和实际值对比曲线

通过表1和图3可知，电流电压转换电路的最大误差为3%，该电路基本达到了电路设计的目标，满足系统对模拟量采集的要求，说明所设计的转换电路功能可靠。

四、车速信号检测电路设计

由于车速传感器工作环境较差，输出的信号包含很多干扰，并不是标准的方波信号，因此在送入处理器前应该进行信号进行调理。车速信号调理电路的任务就是去除其中的干扰信号，把标准的方波信号送入处理器。车速信号调理电路设计如图4所示。

图4 速度信号接口电路原理图

其中C21和R38组成微分电路，目的的改善输入波形，使脉冲信号更加陡峭;增加稳压二极管D4的目的是对脉冲输入信号限幅，保护晶体管Q3的be结不致被正反向电压击穿;晶体管Q3工作在开关状态，用于信号的整形和放大驱动，晶体管Q3输出信号经过光电耦合器进行电气隔离，使外部电路和微处理器进行电气隔离，隔离外部干扰，进一步增强系统抗干扰能力。

五、方向盘转角传感器接口电路设计

在客车空气悬架控制系统中，电控单元可以根据车速传感器信号和方向盘传感器的信号，判断出汽车转向时侧向力的大小和转向的方向，进而适时的调整空气弹簧的刚度以控制汽车的侧倾。本文中所选用的方向盘转角传感器为光电式转角传感器，光电式转角传感器主要由发光器（光敏晶体管）遮光齿盘和控制电路组成，核心器件是光电耦合器，该传感器具有有输入输出电隔离、抗干扰、强响应速度快、灵敏度高、可靠性好、耐冲击及容易与逻辑电路配合等优点。电路原理图如图5所示。

图5 方向盘转角传感器接口电路

方向盘转角传感器的输出为正交编码脉冲，包含两个脉冲序列，有变化的频率和四分之一周期的固定相位偏移。通过检测2路信号的相位关系可以判断为顺时针方向和逆时针方向，并据此对信号进行加/减计数，从而得到当前的计数累计值，也即方向盘的绝对转角，而转角的变化率即角速度，则可通过信号频率测出。在电路设计中，只需把两路脉冲信号隔离后送入微控制器正交编码接口即可，由于TLP2630输入端导通后输出端为低电平，因此在输出端添加一个施密特反相触发器即可完成电平转换。

六、开关信号检测电路设计

在客车空气悬架控制系统中，有部分信号量是开关信号量，如发动机点火开关，车门位置，制动信号等，这些开关量信号是电气控制系统中最为基本的一个环节，它的可靠性直接影响着控制系统的性能。考虑到汽车车身电路电压不稳定，当起动机工作时会产生短暂欠压和高压，因此所设计的电路应该具有过压保护功能。系统外部使用车载24V蓄电池供电，输入信号为24V开关量，而LM3S8962的端口是3.3V的兼容电平[3]，因此接口电路还应该具有电平转换的功能。综上所述，设计了一个基于光耦芯片TLP521的开关量输入电路，电路原理图（下转第161页）（上接第143页）如图6所示。

图6 开关量信号检测电路

在电路原理图中，R55为限流电阻，R56为上拉电阻，它们与光电耦合芯片TLP521共同组成开关量信号检测电路。光电耦合芯片TLP521隔离了外部电流环路和ECU内部电路环路，使得外部电路扰动不易直接进入ECU，有效地保护了LM3S8962不受损害。

七、结论

悬架对车辆的行驶平顺性、操纵稳定性有着重要的影响。本文介绍了系统硬件电路的设计，根据系统所要实现的功能，设计了车身高度信号检测，车速信号检测，方向盘转角信号检测及开关量信号检测等电路的设计，为整车悬架控制系统的设计奠定了基础。目前我国的电控空气悬架系统的开发还处于初级阶段，因此对空气悬架控制系统的研究具有一定的现实意义。

参考文献

[1]徐斌，郑钢铁，范轶等.道路破坏的影响因素及悬架参数优化[J].汽车工程，2000，22（06）：418-422.

[2]李映颖，王海军，孟祥谦.串行AD转换器TLC2543与51系列单片机的接口设计[J].仪表技术，2009（2）：22-23.

电压表设计论文范文第12篇

关键词：低压线损 降损 管理

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0066-01

1 农村低压线损管理的重要性

线损是衡量供电企业管理水平的一项重要经济指标，供电企业的主要任务就是在安全输送与合理地分配电能中力求尽量减少电能损失，以取得良好的社会与企业经济效益。线损率是考核县供电企业重要性的经济技术指标，该指标的高低反映了供电系统技术水平的高低和企业管理水平的好坏，其中低压线损指标是其重要组成，不断加大低压电网整改力度和降损技术投入，加强低压无功电压及配变三相不平衡管理，积极开展低压专业抄表工作，将低压线损指标及相关小指标纳入供电所星级化绩效考核，努力降低低压电网损耗，可以实现企业经济效益和社会效益的同步提高。

2 农村低压线损管理的范围

低压线损管理是线损综合管理的重要层面，管理的范围涉及低压电网建设管理，低压设备运行管理，抄、核、收管理，电能计量管理，降损新技术管理、人员培训管理、三相负荷管理、低压线损分析管理和低压业扩报装管理等方面。

3 农村低压线损重点分析对象

对农村低压线损，找出问题所在才能找出解决问题的办法，对线损而言“知”我认为应涵盖如下几点：一、应熟知各电压等级设备、线路、台区的技术参数，并据上述参数对各电压等级设备、线路、台区进行线损理论计算，得出理论计算线损；二、对于特别复杂无法进行线损理论计算的台区，可以抽出几个有代表性台区进行连续八至十天定时抄表，算出一天、二天....十天的线损，用这八至十天线损的平均值做为同类型台区的理论线损值；三、要知道各电压等级设备、线路、台区实际线损情况，将其与理论线损进行比较，计算出两者之间的差值，对数值较大的台区进行重点检查治理，只有发现存在问题的台区才会有针对性；四、对管理各电压等级设备、线路、台区人员的能力要有所了解；五、对各台区所在区域实际情况要有所了解。

4 加强农村低压线损监督办法

（1）建立线损管理组织机构及其职责：公司成立由分管经理任组长，发展策划部为归口管理部门，乡镇电管部、生产技术部、营销部、计量中心、稽查所和人事部主要负责人为成员的线损管理领导小组，领导小组下设办公室，办公室设在发展策划部。组织机构中各部门职责如下：

线损管理领导小组：线损管理领导小组是低压线损管理的领导、决策机构。负责落实上级下达的有关方针政策；协调各相关单位开展低压线损管理工作；审定年度低压线损总体目标及降损措施计划；负责组织召开低压线损分析例会。

发展策划部： 是低压线损归口管理部门。负责编制和下达低压线损管理的各项指标计划；负责组织开展低压线损理论计算；负责对各相关单位指标及计划完成情况汇总分析，并对低压线损管理进行全过程监督与考核。

乡镇电管部：负责分解供电所低压线损指标及相关小指标计划，并对其进行线损星级化考核；负责汇总提报低压降损技术改造建议计划并组织实施；负责编制提报供电所抄表计划，并组织专业抄表班按计划实施；专业抄表班负责对管辖区内所有客户电能表进行抄入表底和检查电能表运行状况，并负责对抄表数据进行审核和录入微机。

生产技术部：负责低压电网改造建议计划的审核；负责编制低压无功电压管理计划；负责推广应用降损节能新技术。

营销部：负责电力营销管理信息系统的管理，并通过电力营销管理信息系统提报低压线损相关指标数据；负责低压客户电费审核和专业抄表班抄表差错率统计汇总。

计量中心：负责公司低压电能计量装置的全过程管理；负责电能计量装置有关计划的制定并组织实施；负责计量三率的管理与控制；负责计量方面线损小指标的统计、分析和上报工作。

稽查所：负责组织开展用电检查管理工作，组织查处、打击偷窃电行为，并对低压抄、核、收人员工作质量进行监督、检查。

人事部：负责组织开展低压线损管理人员的业务培训工作。

供电所：负责组织开展低压线损管理的日常工作。贯彻落实上级线损管理制度、办法；编制供电所降损措施建议计划，并组织实施；负责低压线损指标及相关小指标的分解、统计、分析和考核工作；负责管辖低压电网的运行管理、用电检查管理和业扩报装管理工作。

（2）加强线损理论计算：根据理论线损值找出由于技术问题引起线损增高的线路、台区，从技术上予以解决，如由于负荷快速增长、线径过细、线路过长、电压过低等引起的线路损耗增高，可采取对应措施予以解决，如线路改造增大输电线路线径、方式调整改变负荷分配、调整电压等技术措施实现降损目的；如台区线路老化、负荷三相分配不平衡、用户电表等问题引起的台区线损增高，可对台区进行老化线路更换、调整用户相线分配、电表校验或更换等措施解决。

（3）线路、台区线损增高如果不是由于技术原因引起，那就要从管理方面查找原因，针对不同情况提出相应整改措施。

①加强抄表管理，建立同步抄表机制；由营销部牵头，对上级关口与低压用户同步抄表，避免由于上下级电能表抄表时间不同步，造成的线损波动。充分利用自动化抄表，坚决杜绝估抄、漏抄和错抄等现象。②加强电费核算工作，保证用户电价、用电分类等基础信息正确，在电费审核环节，对异常信息及时进行排查处理，例如在电费审核中某户用电性质为居民生活，该月用电量剧增到500度以上，既有可能该用户抄表错误或者该户有其他非居民用电，应立即进行检查。③加强计量管理工作，加快智能电能表的推广以及终端安装，提高自动化抄表能力。

（4）加大巡视监察力度，挑选业务过硬、政治觉悟高的人员组成几支巡视监察“轻骑兵”，按照巡视监察人员不定、巡视监察日期不定、巡视监察时间不定、巡视监察地点不定的原则进行长期地巡视监察，以巡视监察的“突然”性，杜绝“硕鼠”们的窃电之想；利用远程抄表技术与之配合，及时有效的提供信息。

5 结语

上述分析涉及到了农村低压线损管理的主要方面，为我们提供了分析线损的有效方法：出现问题时，可以对相关可能影响因素进行一一分析，逐个排除，从而确定出关键的影响因素。

电压表设计论文范文第13篇

关键词：负荷统计；短路计算；变电所；继电保护

中图分类号：TM411文献标识码： A 文章编号：

前言：

变电所就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电所起电压变换作用的设备是变压器，各级电压的电网是变电所通过变压器联系起来的。除此之外，变电所的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所还有无功补偿设备。每个变电所的设计都是从负荷计算、短路计算以及设备选择和二次系统等的设计开始，这是变电所研究设计必须经历的环节。

文章在一定数据支持的基础上，结合实际的计算实例，按照变电所设计的理论过程，完成了一个35kV变电所的部分内容的设计研究。考虑到短路对系统的严重影响及对所选设备进行动稳态和热稳态的校验，拟定降压变电所相关节点并进行短路计算。在计算和选择的基础上，提高实际变电所运行的稳定性和可靠性。

1、变电所的负荷及短路计算结果

1.1 负荷统计

本变电所负荷主要以生活用电和农业灌溉为主，有一处二类负荷、单进线，10kV侧采用单母线分段接线、6回出线。该所负荷计算采用需要系数法，由于各供电区域电性质相差不大，考虑功率因数相同，则视在功率可表示为有功功率,表1。其中，第三区为二级负荷，其余区是三级负荷。每个区都有数量不等的变压器。

1.1.1采用需用系数法求各用户的计算负荷

式中 ——各用户的计算负荷kVA;

——需用系数；

——各用电设备额定容量kVA。

每条出线路的负荷

变电所电气主接线图

短路计算,图1

=（0.7X700+0.5x800+0.7x400）x0.85=994.5(kVA)

=(0.75x700+06x700+0.85x600)x0.8=1164(kVA)

=0.8x200=160(kVA)

=(0.8x800+0.6x900)x0.8=944(kVA)

=(0.75x600+0.8x700)x0.75=757.5(kVA)

=(0.8x600+0.85x500)x0.7=633.5(kVA)

表2 各短路点短路电流

2、电气设备的选择校验

在变电所的负荷统计以及短路电流确定的基础上。可以根据相关的设备选择原则，对相关节点进行计算并选择符合相应要求的电气设备。这些理论及计算选择过程对于实际中设备的选择及变电场地的建设是非常重要的。在这里将把35kV侧设备选择、10kV侧母线的选择及主变继电保护的选择列举出来，通过这些过程，可以深刻理解并应用变电场所的设备选择理论。

2.1 全年计算负荷

变电所设计当年的计算负荷由

计算式中

Kt——同时系数, 取0 . 9 ;

x%——线损率,高低压网络的综合线损率在8%～12%,系统设计时采用10%。

计算负荷增长后的变电所最大计算负荷为

式中n ——年数, 取8 年;

m ——年平均增长率,取4%;

——n年后的最大计算负荷。

根据上面的计算负荷，得出35kV侧的计算电流为

2.2 35kV 侧断路器的选择

(1)按正常工作条件选择

选择ZN23-35型真空断路器，其参数如表3所示：

表3 ZN23-35 型真空断路器的技术参数

(2)校验热稳定、动稳定

经过校验，满足热稳定校验和动稳定校验,表3。

3 、母线的选择

母线的材料主要使用铝，屋外配电装置可以采用软母线或硬母线。综合各方面考虑，并结合实际情况，在本设计中35kV、10kV母线均采用矩形铝导体。按经济电流密度选择母线截面，在进行发热条件、热稳定和动稳定校验。这里对10kV侧的母线选择进行举例说明。

(1)母线上最大长期工作电流

采用矩形铝导体，根据年负荷最大利用小时数，得J=0.76

则导线的经济截面

查矩形铝导体长期允许载流量，每相选用LMY1000矩形铝导体。

(2)热稳定校验

所选截面

满足热稳定要求

(3)动稳定校验

满足动稳定条件所以10kV母线选LMY-1000的矩形母线。

4、主变继电保护整定计算及继电器选择

主变的继电保护主要包括瓦斯保护和纵联差动保护。这里主要对纵联差动保护的选择过程进行介绍，选用BCH-2型差动继电器。具体选择过程如下：

计算le及电流互感器变比，列表如下：

系统在最大运行方式时，折算到35kV侧:

(1)确定基本侧动作电流：

1)躲过外部故障时的最大不平衡电流

利用实用计算式：

代入数据得(KA)

2)躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时的励磁涌流

式中：——可靠系数，采用1.3；

--变压器额定电流：

代入数据得

3)躲过电流互感器二次回路短线时的最大负荷电流

代入数据得

比较上述的动作电流，取最大值为计算值，即

(2)确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数

平衡线圈计算匝数

故取平衡线圈实际匝数

工作线圈计算匝数

1)计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差

此值小于原定值0.05，取法合适，不需重新计算。

2)初步确定短路线圈的抽头

根据前面对BCH-2差动继电器的分析，考虑到本系统主变压器容量较小，励磁涌流较大，故选用较大匝数的“C-C”抽头。

3)保护装置灵敏度校验

差动保护灵敏度要求值2，本系统在最小运行方式下，10kV侧出口发生两相短路时，保护装置的灵敏度最低。根据前面短路电流计算，在最小运行方式下，35kV侧母线上短路电流为：

本装置灵敏度

所以满足要求。

5、结束语

本文根据某35kV变电所负荷的特点和发展，通过理论计算，集中对变电所设计中的负荷统计，短路电流计算以及电气设备的选择校验和二次系统继电保护的设计部分进行了介绍。部分展现了一个典型变电所的设计流程，有助于提高对实际系统供电可靠性的认识，可以对实际变电所的设计研究提供一个参考。变电所在日常的供电系统中是不可或缺的。变电所的相关设计研究对于供电系统的顺利运行起着很重要的作用。在理论研究的基础上，可以结合实际的工程建设需要，将理论和实践相结合起来，将变电所设计的理论知识应用到实际的建设中去。

参考文献：

[1]李玉平.对35kV 变电站设计的建议[J].农村电气化，2006 年第08 期

[2]齐高升.35kV 城镇变电所电气系统设计[D].黑龙江工程学院.2010.6

[3]范锡普.发电厂电气部分(第二版)水利电力出版社.

[4]翁双安.供电工程.北京:机械工业出版社,2004

电压表设计论文范文第14篇

论文关键词：电表，反常规用法

 

电表的反常规用法是近几年高考的热点问题，相对学生来讲也恰恰是一个难点问题。电表的反常规用法一般有这么两种设计方案，其一就是用电流表来测电压，题目里往往把已知确定阻值的电流表当作电压表使用或把一个电流表和一个定值电阻改装为电压表适用；其二就是用电压表来测电流，解题时需要把确定阻值的电压表当作电流表使用。

例1、现有一块灵敏电流表 ，量程为200，内阻约为1000，要精确测出其内阻R1教育学论文教育论文，提供的器材有：

电流表 (量程为1mA，内阻R2=50)；电压表(量程为3V，内阻RV约为3k)；

滑动变阻器R(阻值范围为0~20)；定值电阻R0(阻值R0=100)；

电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；单刀单掷开关S一个，导线若干。

(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的1/3，将电路图画在图示的虚框内。

(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 表的内阻，表达式为R1=I2(R0+R2)/I1，表达式中各符号表示的意义是I1表示 表的示数，I2表示表的示数，R2表示 表的内阻，R0表示定值电阻的阻值毕业论文开题报告。

解析：此题目的本意是要考查学生对伏安法测电阻原理的掌握情况，但是该题目中所给出的电压表量程过大，只能用于保护电路使用。因此没有合适的电压表可以直接利用教育学论文教育论文，这时候我们必须依照伏安法测电阻的基本原理做出适当的改进，将电流表 和定值电阻R0改装成电压表，题目就迎刃而解了。

例2、从下面所给出的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

电流表A1(量程100mA，内阻r1约40，待测)

电流表A2(量程50，内阻r2=750)； 电压表V(量程10V，内阻r3=10k)；

电阻R1(阻值约100，作保护电阻用)； 滑动变阻器R2(总阻值约50)

电源E(电动势1.5V，内阻很小)；电键S，导线若干

(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

(2)若选测量数据中的一组来计算r1，写出所用的表达式并注明式中各符号的意义。

r1=r2I2/ I1 其中I1和I2分别表示A1和 A2的电流。

解析：本题给出了电压表和电流表，若采用下图所示的电路进行测量时教育学论文教育论文，电压表的示数不到满量程的1/20，测量值不准确，因为电表的示数没有接近量程的一半或一半以上。

因此，用上图所示的电路不能较准确的测量A1的内阻。这时候我们可以把已知电阻的电流表A2当做电压表来使用，电流表A2两端的电压可以由其示数和内阻推算出来，A2两端的电压也就是A1两端的电压，这样就可以较准确的测量出A1的内阻了毕业论文开题报告。

例3、使用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900-1000)。电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑动变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。

(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。

或

(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示教育学论文教育论文，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= U1r1 r2/( U2 r1—U1 r2)或(U2—U1 )r1/U1

解析：该题目还是测未知电阻Rx的阻值的，显然本题目并没有给出电流表，我们不难发现本题里面已知两个电压表，而且电压表的内阻都是已知的，用电压表的读数除以本身的内阻就可得到通过自身的电流了，因此，我们完全可以把电压表当电流表来使用。

总而言之，类似的实验都是考查伏安法测电阻的基本原理，只要实验目的明确，充分利用题目所给出的器材，不难找出解题思路。

（作者信息：吴志民 1980.06 男 汉 甘肃 中学一级 理学学士 课堂教学及课堂互动研究）

电压表设计论文范文第15篇

Abstract: The paper disucsses the teaching method of using multisim10 simulation technology to do the virtual experiment in circuit measure and control. The method is not only can enhance the teaching effect by applying multisim10 simulation technology in instrument amplifier to do the vivid simulation and analysis, but also can cultivate the innovate consciousness and design ability of students. From the practice result, this simulation application made a good effect in teaching and experiment reform of circuit measure and control.

关键词: Multisim10 测控电路;教学;仿真

Key words: multisim10circuit of measure and control;teaching;simulation

中图分类号:TM1文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)26-0226-02

0引言

《测控电路》是电子、测控、机电一体化等专业的一门综合性和实践性都很强的专业课,主要涉及到信号测量与调理、调制与解调、滤波、转换、细分和控制等。这门课程教学目标要求理论与应用统一,如果没有动手实践来支撑,理论教学很难达到教学目标。若在讲授理论知识的同时,辅助实验演示或实验,可以大大提高课堂教学效率,收到事半功倍的效果。本文介绍了利用 Multisim10进行仪表放大器的仿真教学和实验思路,为学生学习提供一个应用范例。

1Multisim10仿真软件的特点

采用直观的电路图输入方式,界面友好、操作方便、简单易学。该软件采用直观的图形界面创建电路, 在屏幕上模仿真实实验室的工作台,简单直观。该软件具有 1600多种元件模型和多达17台虚拟仪器,而且仪器的操作开关、 按键与实际仪器仪表极为相似,可以对模拟、 数字电路和混合电路进行仿真,实时显示测量结果。

2Multisim10 仿真技术在测控电路教学中的应用

在测控电路教学中,一般只能从原理的角度来教学,如果学生动手不多,很难理解相应理论。虽然都有实验,大多为验证性实验,而且课时有限,并且往往做实验时忘了理论分析,难以实现即时验证理论。应用 Multisim10仿真软件辅助教学,能够快速、完整地构建出实验的原理图,并且能够完美地进行实验过程仿真,实时显示实验结果,是提高教学效率和效果的好方法。另外,由于实验设备和耗材昂贵,所以有相当一部分实验项目是只能在理论上学习,不能实际开设的。这在很大程度上扼杀了学生的创造能力的发展,而应用 Multisim10仿真软件,学生不必担心元器件的损坏,大大提高了学生敢于尝试的信心和积极创新的能力。同时由于Multisim10 仿真软件能够用低成本搭建高档次的实验室,也大大减轻了学校的经济负担。另外,丰富的虚拟仪器和仪表和功能也是现实所难以具备的。

3典型仪表放大器原理分析

测量放大电路是测控电路教学和实验中的重要内容,它是获取传感器信号的常用方式。在一个典型的测控系统中,通过传感器所采集到的电信号常为差模小信号,且与电路之间的连接具有一定的距离,还往往伴随着很大共模电压(包含干扰电压)。由于多数传感器的等效内阻随被测物理量的变化而变化。因此,放大这类信号的放大器应具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和高共模抑制比的特点,由三运放组成的仪表放大器就能满足上述要求。

图1是目前广泛应用的高共模抑制比放大电路。它由三个集成运算放大器组成,其中A1和A2为两个性能一致(主要指输入阻抗、共模抑制比和增益)的同相输入通用集成运算放大器,构成平衡对称差动放大输入级。A3构成双端输入差动放大电路,用来进一步抑制A1、A2的共模信号,并适应接地负载的需要。

根据运算放大器的基本分析方法,容易得到A3的输出

u=(u-u)=1+(u-u)(1)

由式(1)可以看出,u与(u-u)成正比,故电路放大差模信号,抑制共模信号。

4仪表放大器的实例应用与仿真

设计一个传感器放大器,如图2所示。其中R5代表传感器,当R5相对于其他桥臂的偏差为1%时,放大器产生±5V的输出电压。稳压管电压VD=5.1V,ID=10mA,电桥电压基准为7.5V;运放的电源电压为15V;电桥中电阻均为100kΩ,R5=100(1+δ) kΩ,其中浮动范围δ≤±1%;电源电压15V。

从上图可以看出,电路分三部分:U3A、D2等组成稳压电路,它由5.1V的稳压管产生7.5V的稳定电压,为传感器所在的桥式电路提供一个稳定的基准电压。由后面的理论设计可知,该电压直接影响桥式电路的输出电压。三个电阻R4、R6、R7和传感器R5组成桥式电路,将R的变化转化为输出电压。U3B、U3C、U3D等组成仪表放大器,对桥式电路的输出电压进一步放大,并提高共模抑制比。

4.1 基准电压设计

从图2可以看出

R===1KΩ(2)

若R2取10kΩ,由

=1+(3)

可计算得R3=4.656kΩ。

4.2 仪表放大器设计

对于传感器所在的桥式电路,有

V=-V≈-V≈V(4)

当V1=7.5V,δ=1%时,桥式电路最大输出电压Vo1max=0.01875V。

根据设计要求,Vo=5V,则放大器增益为

A=≈≈266.7(5)

根据仪表增益公式(1)有

=1+(6)

一般来说,R14/R12与R9/R8具有相同的数量级。为了尽量减少电阻规格,并且采用最常用电阻,可以取R14、R9为100 kΩ,取R12为10 kΩ,理论可计算得R8=7.7912 kΩ。此时,R5为99 kΩ(δ=1%,5为101 kΩ时,Vo=-5V)。实际仿真调试时,当R8=7.832 kΩ时,输出电压为5V,如图2中所示,与理论计算结果有一定的误差。此时的仿真结果见图2所示。

5系统仿真测试效果

通过multisim10的软件parameter sweep analysis功能获得图3所示数据。该数据不够直观,因此再通过软件画图得到图4所示的图形效果。

从图4所示的图形效果可见,由三运放组成的仪表放大器的线性度较好,能够满足传感器放大电路的测量。

这样,我们就能够从仪表放大器的原理、设计、应用、仿真以及测试结果一次性全部直观的展现出来,能够在课程教学和实验中引导学生学会分析和应用,利用仿真工具进行初步设计和验证。

6总结

基于Multisim10的测控电路教学,实现了理论与实践的紧密结合,启发和探究的教与学,利用计算机仿真,化难为易,变抽象为具体,使学生学习积极性大大提高。但由于虚拟器件存在着虚拟的特点,在真实性方面与实际的硬件仪器仪表存在着比较大的差距,并不能完全替代传统的实验手段。所以在实际的教学过程中,仿真只是锦上添花的一种教学手段。而在实验的时候,应该先利用multisim10做预习报告,既能减少无谓手抄工作,又能激发学生的学习热情。然后带着仿真结果再去做实验会有很高的效率和很好的效果。摆脱了传统式的手抄预习报告,到实验现场才开始学习实验任务,搭建实验电路漏洞和错误百出,需要什么样的实验结果也不是很清楚等这个传统的实验模式。像这样把Multisim10仿真软件和硬件的仪器仪表结合起来,把现代化手段与传统实验有机的结合起来,发挥各自的优势,才能收到事半功倍的效果。

参考文献:

[1]劳五一,劳佳编.模拟电子电路分析、设计与仿真[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]张国雄编.测控电路(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3]刘刚编.multisim&Ultiboard10原理图与PCB设计[M].北京:电子工业出版社,2008.