單片機(jī)測量三相電網(wǎng)功率因數(shù)的接口電路分析

為了測量時(shí)間r，又為使測量的φ角的精度不受電網(wǎng)頻率（或周期T）的影響，采用圖所示的接口電路。

由變壓器TR取得的UCA線電壓信號(hào)和由電流互感器取得的線電流iB信號(hào)均由檢查器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的方波信號(hào)。電壓方波信號(hào)經(jīng)G1門反相后，作為測量T/2脈寬的門控脈沖加至G3門輸入端，由“或非”門G2得到UCA與iB同時(shí)為負(fù)的正極性方波脈沖，作為測量時(shí)間r的門控脈沖加至G4門輸入端。計(jì)數(shù)脈沖是用8031的ALE脈沖四分頻后獲得的。因ALE脈沖頻率在8031執(zhí)行非MOVX類指令時(shí)是穩(wěn)定的，且為1／6×晶振頻率。因而可用8031內(nèi)部定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0和Tl對(duì)G3與G4門輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。上述各點(diǎn)的波形及對(duì)應(yīng)關(guān)系已經(jīng)表示于圖1中。

圖2中，8031的P3．0用來檢測UCA電壓過零點(diǎn)。當(dāng)UCA從正到負(fù)過零點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)圖1中uc（即P3．0）由0變?yōu)?，兩個(gè)計(jì)數(shù)器T0、Tl同時(shí)開始計(jì)數(shù)；當(dāng)UCA到了由負(fù)到正過零點(diǎn)時(shí)，uc則由1變0，計(jì)數(shù)器T0與Tl同時(shí)停止計(jì)數(shù)。設(shè)T0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為N，T1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為n，所測相角φ可按下式算出：

由8031很容易完成上述計(jì)算。若再進(jìn)一步完成查表程序，則按φ角查正弦或余弦表，即可得功率因數(shù)cosφ。

程序框圖

程序流程見下圖。此處設(shè)計(jì)成子程序形式，執(zhí)行完成后，φ角的二進(jìn)制整數(shù)在31H中，小數(shù)部分在30H中，符號(hào)在33H中：OOH表示阻性或感性；80H表示容性。φ角的十進(jìn)制結(jié)果則在32H中。cosφ在34H、35H中。

開始執(zhí)行本程序時(shí)，不論UCA處于正半周，還是處于負(fù)半周，是否過零點(diǎn)，均可確保是從uCA由正變負(fù)過零點(diǎn)時(shí)開始計(jì)數(shù)，由負(fù)變正過零點(diǎn)時(shí)停止計(jì)數(shù)。