基于NEC單片機(jī)的漏電檢測(cè)儀表的設(shè)計(jì)(08-100)

　　霍爾磁平衡檢測(cè)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)

　　·無須向直流系統(tǒng)注入低頻交流信號(hào), 與被測(cè)系統(tǒng)沒有任何電氣聯(lián)系;

　　·由于傳感器檢測(cè)的是直流接地信號(hào)(IR) , 因此與系統(tǒng)分布電容無關(guān);

　　·接地判據(jù)為電流, 與系統(tǒng)母線電壓無關(guān);

　　·能檢測(cè)同一支路正、負(fù)極絕緣同等下降或成比例下降的故障;

　　·檢測(cè)靈敏度高, 能檢測(cè)到的接地電阻范圍寬, 可在線巡回檢測(cè)。

　　當(dāng)然這種方法也存在不足之處,：采用磁平衡原理做成的有源傳感器, 當(dāng)一次測(cè)有電流變化或有電流沖擊時(shí), 易發(fā)生剩磁變化, 尤其是傳感無源時(shí), 受電流沖擊后, 剩磁變化更大。這種剩磁變化會(huì)嚴(yán)重造成電流、電壓放大器及A/D 轉(zhuǎn)換器的直流偏移, 導(dǎo)致使用以上方法做成的選線裝置零點(diǎn)不斷漂移, 需及時(shí)調(diào)節(jié)裝置的零點(diǎn)及傳感器特性, 才能保證選線裝置的精度及穩(wěn)定性, 不僅給現(xiàn)場(chǎng)帶來極大的麻煩和不便, 而且造成選線裝置的不準(zhǔn)。

　　為了解決傳感器的剩磁的問題，我們特地設(shè)置了一個(gè)零點(diǎn)調(diào)整功能，這樣通過校準(zhǔn)之后，就可以消除剩磁所帶來的影響。

　　霍爾磁式平衡檢測(cè)法對(duì)信號(hào)處理的要求不高, 因?yàn)閺幕魻杺鞲衅鞯玫降氖侵绷餍盘?hào), 信號(hào)經(jīng)放大和簡(jiǎn)單的硬件濾波后, 進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換, 只需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)字處理即可滿足系統(tǒng)的要求。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　利用NEC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)霍爾磁平衡原理的漏電檢測(cè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。傳感器能夠在電路回路中，將流進(jìn)和流出的電流轉(zhuǎn)換為直流的電壓輸出，這樣的信號(hào)再經(jīng)過放大和預(yù)處理后，就可以送到NEC單片機(jī)上進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。在NEC單片機(jī)中，對(duì)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到漏電電流的大小，并將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)碼管顯示，從而根據(jù)該數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)電路采取某種控制處理，如關(guān)斷電路，發(fā)出報(bào)警信號(hào)等。

　　圖2 漏電檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

　　UPD78F9234單片機(jī)是NEC公司生產(chǎn)的8位ALL-FLASH系列微處理器，該單片機(jī)具有優(yōu)越的性能：集成了一個(gè)4通道的10bit A/D轉(zhuǎn)換器;內(nèi)置高精度的環(huán)形振蕩器;低功耗，寬電壓范圍，超高抗干擾;支持在線編程(ISP。

　　漏電信號(hào)采集模塊

　　漏電信號(hào)的采集是通過霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)的 ，從霍爾傳感器得到的是直流信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過放大和濾波，即可送到單片機(jī)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理。

　　參數(shù)存儲(chǔ)模塊

　　在系統(tǒng)投入工作前要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如產(chǎn)品序列、零點(diǎn)調(diào)整、比例系數(shù)、代碼修改密碼等參數(shù)，系統(tǒng)將這些參數(shù)寫入到EEPROM中。為了減少讀寫EEPROM的次數(shù)，在系統(tǒng)開機(jī)時(shí)將數(shù)據(jù)從EEPROM中讀出，保存在單片機(jī)的RAM中。