够，在电路测试阶段不小心将工频电压用表笔短接，导致电路板部分模块烧坏，不得不重新焊接再有，学电磁兼容课时布线的要求都很了解，但在本次实习时却没有用上，电路走线不够规范，以致模块之间相互干扰，最后不得以把电路分在两块板上。这些让我们明白了手工焊接硬件电路最后的效果可能会理论设计有较大区别，需要细致调试。我们想有了这些教训，以后我们小组都不会再犯类似。这次做实习的经验也会使我们终身受益，我们感受到做论文是要真真正正用心去做的件事情，是真正的自己研习和研究的过程。希望这次的经验能让我们在往后学习中驱策我们继续前进。致谢时光匆匆如流水，转眼二十天的暑期实习即将结束，实习论文的的完成也随之进入了尾声。从开始进入设计到论文的顺利完成，直都离不开老师同学给我们小组热情的帮助，在这里请接受我们诚挚的谢意,在本次实习设计过程中，教授对本次实习课题从构思资料收集到最后报告撰写的各个环节给予细心指引与教导，使我们对工频电压表的设计有了深刻的认识，在此表示衷心感谢。老师严谨的治学态度丰富渊博的知识积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我们终生学习的楷模。此外，要向带国赛小组仍要在百忙之中抽时间对本次实习进行检查评审的老师表示感谢,同时，也要感谢老师，他们在本次实习的硬件调试阶段给出了许多宝贵意见和建议。老师们高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神将永远激励着我们。最后感谢学院给我们提供充足的实习经费和这么好的硬件实习环境，使得本次实习得以顺利结束，并极大提高了我们的理论和动手能力，为以后的毕业论文设计打下了坚实的基础。参考文献刘春生，真有效值转换器及其在仪表电路中的应用，国外电子元器件。熊光宇，真变换器。雷葆华，梁金海，刘俊，数字式自动量程工频有效值多用表，应用科技。梁琴，高精度真有效值数字电压表的设计，应用研究。杨米侠，万建军，基于的数据采集系统设计，电子元器件应用。赵新民，王祁，智能仪器设计基础，哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，。杨代华等，单片机原理及应用，武汉中国地质大学出版社，。张永瑞等，电子测量技术基础，西安西安电子科技大学出版社，。费业泰，误差理论与数据处理第五版，北京机械工业出版社。，附录附录完整电路图负载延时转换程序数据转换求平均值，并舍去最大最小值初始化附录二程序清单定义口为的脚定义口为的脚定义口为的脚定义口为的数据线向屏幕上输出串字符函数,定义数组,记录要显示的字符，字符串以结尾以下行所用函数定义于中实现的功能是将指向的内容给设置的行列地址记录长度向写入要显示的字符延时函数,初始化函数给使能端个高低电平跳变三次显示模式设置显示模式设置，清显示屏开显示光标，光标闪烁位总线，双行显示显示地址设置,第行，地址码第二行，地址码向写数据或指令选中数据寄存器，选中指令寄存器低电平进行写操作将数据或指令送给延时端由高电平跳变为低电平，执行命令电流互感器电流传感器电路如图所示，图中为电流互感器。性能参数如下变比，输入电流，输出电流，非线性度，相移。其工作原理为次级电流将初级电流衰减了倍，得到的小电流，再通过电阻或运放取样得到电压信号。运放工作原理同电压互感器，输出电压。负载图电流互感器电路考虑到后级的输入电压，选择取样电阻，可求得能够测量的初级电流为。真有效值转换电路设计电压电流切换电路由于系统要求同时对电压电流进行测量，故需对电压互感器和电流互感器的信号进行通道选择和切换。本设计采用模拟开关实现通道切换，即在电压电流互感器后设置，通过单片机输出控制信号来控制通道切换，选择路信号进行有效值转换，应用电路如图所示。是三路二选模拟开关，可由三位控制位分别选择三路输出，其真值表如表所示。本设计中只用了路，单片机口与相连，由控制位选择输出。表真值表图模拟开关与真有效值转换电路真有效值测量电路系统的核心是测量交流电压电流的有效值，因此有效值测量的精度将直接影响系统最终的精度。有效值测量集成电路视其测量范围和精度有多种规格可选，较通用的有公司的及等。考虑到成本等因素，系统选用的是，应用电路如图所示。该器件是按有效值隐含运算而设计，能计算任意复杂波形的高精度真有效值直流转换器件，其精度优于，波峰因素，相对稳定时间快，是当前集成真有效值转换器性能较好的种。有效值测量原理如下个交变信号的有效值定义为这里，为信号的有效值，为测量时间，是个时间的函数，但不定是周期性的。对等式两边进行平方得右边的积分项可以用个平均来近似这样式可以简化为等式两边除以得这个表达式就是测量个信号真实有效值的基础。也是采用的这原理。图中为低阻抗输入端耦合电容般取值为为输出端滤波电容般取为平均电容，它是的关键外围元件，用于进行平均值运算。其大小将直接影响到有效值的测量精度，尤其在低频时更为重要。多数情况下可选。信号调理电路设计前级的输出信号最大幅值为，后级的分辨率为即，且具有的误差，所以要想达到题目要求的测量误差，就需要把的输出信号放大到以上才行。由于的输入电压越大，转换精度越高，考虑到参考电压为，且输入工频电压具有的误差，采用同相放大电路，放大倍数设置为倍。应用电路如图所示，由组成同向放大器，放大倍数,对输入信号进行倍的同向放大以保证系统的测量精度要求。图信号调理电路转换电路设计是美国德州仪器公司生产的位串行转换器芯片，主程序设计系统上电复位后，从主程序开始执行。主程序需将转换得到的数据进行运算处理，转换位十进制数，并送到显示。程序中为提高测量精度，对采样得到的数据采取均值滤波的算法，即求多次采样数据的平均值。程序中，还应根据实际测量结果的误差，在软件中进行补偿。主程序流程图如图所示。图主程序流程图开始初始化电压档转换求平均值显示电压电流档转换求平均值第五章系统调试及误差分析系统调试及测试结果在系统整体调试时，若调试不成功，由于整体焊接已经完成，很难检查到底哪部分有。为此，我们采用了边焊接边调试的方法，即将系统分成若干模块，每个模块完成后就进行测试验证，最后再进行系统联调。调试过程中，用到的仪器设备如下直流稳压电源函数信号发生器示波器万用表等。测试结果在本设计中真有效值转换芯片是系统的核心，其精度将直接影响系统整体测量精度。为验证其精度，对模块进行实验测试，测试结果如表所示。表测试结果输入电压有效值输出电压有效值平均误差测试结果构成了后级同相放大电路，其理论设计放大倍数为。实际测试结果如表所示。表测试结果输入直流电压输出直流电压平均放大倍数测试结果转换精度关系到测得电压值精度，是位串行，参考电压为，其分辨率。测试结果如表所示。表测试结果输入直流电压测得电压值平均误差工频电压测量精度系统所有模块焊接完成后，就可以进行联调，由于工频电网电压存在的误差，在不同时间段测试结果如表所示。采用位半万用表测得值作为标准值。表电压测量结果万用表测得值系统测得值平均误差工频电流测量精度电流测量时，选用功率为左右的电热杯作负载，钳形电流表测得值作为标准值。测试结果如表所示。表电流测量结果钳形表测得值系统测得值平均误差误差分析从测试结果可知，电压测量误差为，电流测量误差为，小于题目要求的，分析误差来源，主要有以下原因电压互感器电流互感器存在非线性误差。电压互感器输入限流电阻工作时功率达到，发热量较大，致使其温度升高电阻变小，而运放采样输出电压，从而是输出电压变高，测得电压有效值变大。转换误差及放大电路误差。参考电压波动会引起转换误差，以及分辨率有限和误差。电路板为手工焊接，电磁兼容性考虑不周和外界的电磁干扰。改进方法本设计虽然完成了题目要求的功能与性能指标，但仍有许多地方可以改进。例如输入的工频电压中存在丰富的高频谐波分量，为达到更高的精度可考虑在电压互感器后设置低通滤波器，保留基频信号，滤除高频谐波分量由于电流测量范围为，当负载电流较小时，为保证较高的测量精度，可在电流互感器后设置程控放大电路以切换量程，提高小电流的测量精度。结束语经过天得团结协作，我们圆满完成了此次实习任务，作品达到了题目要求的各项性能指标。本次实习是为毕业设计做好准备打好基础，通过这次实习，我们熟悉了个课题或项目的完成过程，从查找资料，确定方案，设计电路，软件编写，焊接电路，系统调试到最后的报告撰写，每个过程我们都学到了很多，收获了很多，理论设计和动手实践能力得到了很大提升。在实习过程我们小组分工明确，既有自己独立完成的模块又紧密配合，因此得以顺利完成课题。实习成果不是单知识的结晶，实习遇到了好多难题，学过的些知识点有与通用微处理器控制器通过三条口线进行串行接口。具有片内系统时钟和软硬件控制电路，转换时间最长，为次。总失调误差最大为，典型功耗值为。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，接地可用于较小信号的采样。其应用电路如图所示，分别与单片机的口相接。图转换电路均有片内系统时钟，该时钟与是独立工作的，无须特殊的速度或相位匹配。其工作时序如图所示。图操作时序组通常的控制时序为将置低。内部电路在测得下降沿后，再等待两个内部时钟上升沿和个下降沿后，然后确认这变化，最后自动将前次转换结果的最高位位输出到端上。前四个周期的下降沿依次移出第和第个位，片上采样保持电路在第个下降沿开始采样模拟输入。接下来的个周期的下降沿移出第个转换位。最后，片上采样保持电路在第个周期的下降