基于FPGA的LCR參數(shù)測試儀設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。LCR 測量、介質(zhì)損耗角測量、MOA 測量、電網(wǎng)參數(shù)測量、變壓器繞組的直流電阻測量等都是發(fā)電廠一、二次電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的必測項目。目前市面上有各種單功能的測量儀器，然而現(xiàn)場試驗條件惡劣，多個單功能的測試裝置既不方便攜帶，又容易相互碰撞磨損?！侗銛y式多功能寬量程電參數(shù)測試裝置》是某供電公司的一個預(yù)研項目，它正是針對待測電氣參數(shù)種類多、規(guī)格雜的特點而研制設(shè)計的；能夠完成所有

2、傳統(tǒng)項目的測試，既方便維護(hù)，又節(jié)約資金。 在綜合國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文提出了該測試裝置以嵌入式工控機(jī)作為上位機(jī)，DSP及單片機(jī)作為下位機(jī)，上下位機(jī)通訊采用RS-485總線通訊的總體設(shè)計方案。 基于FPAG 的LCR 測試功能研制是本文的重點。硬件電路主要由下面幾個部分組成：信號源模塊、阻抗-電壓轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字相敏檢波器、采集模塊等。本文首先闡述基于自由軸的伏安測量法，具體剖析了用FPGA 產(chǎn)生頻率變化的正弦激勵信

3、號源的實現(xiàn)。通過深入分析FPGA器件的特征和結(jié)構(gòu)，完成器件選型及相關(guān)開發(fā)環(huán)境和工具的選取，給出正弦激勵信號的模塊化設(shè)計過程。阻抗-電壓轉(zhuǎn)換模塊的關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)量程的自動轉(zhuǎn)換。數(shù)字相敏檢波器由乘法型D/A轉(zhuǎn)換器DAC7524 構(gòu)成；采集模塊由雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器ICL7135 構(gòu)成。 本文完成系統(tǒng)軟件設(shè)計。軟件設(shè)計部分包括數(shù)據(jù)采集模塊、CRC 校驗?zāi)K、通訊模塊，給出了各個模塊的軟件設(shè)計思想和程序?qū)嵗CR 測試功能的軟件