一時分隔乘法器概述

　　時分割乘法器是很多電子式標(biāo)準(zhǔn)功率電能儀器的基本原理。日本橫河因首次研制成功基于電子時分割功率測量方法的標(biāo)準(zhǔn)功率電能表而名聲大噪，此后將這種表推向了世界各國而一舉獲得成功。
　　時分割乘法器當(dāng)前主要是用于電功率和電能量的測量，而且主要是作工頻正弦波范圍的交流測量。由于時分割乘法器在所有模擬器中準(zhǔn)確度最高，因此多用在電能計量儀器中。

二時分割乘法器原理

　　時分割乘法器作為模擬乘法器的一種，它的基本原理就是待測電壓和電流信號經(jīng)互感器轉(zhuǎn)換成交流電壓信號相乘后，然后以一定的時間間隔Δt進(jìn)行分割，Δt很小以至于在此期間輸入電壓可以看作是直流，乘法器就在這所分割的每一t中作一次相乘得出運(yùn)算結(jié)果，根據(jù)功率表達(dá)式p(t)=u(t)i(t),將u(t)和i(t)輸入到乘法器中相乘，得到一個與功率p成正比的模擬電壓E0，再將此電壓經(jīng)V-F轉(zhuǎn)換器變?yōu)轭l率，由頻率計在Δt內(nèi)計數(shù)N，由于Δt很小，可以看做是一瞬間，因此，乘法器輸出的結(jié)果就是瞬間乘積的平均值。

圖1　時分割乘法器原理框圖

三時分割乘法器特點(diǎn)

　　1、時分割乘法器響應(yīng)時間好，采用IC電路乘法器可使儀表結(jié)構(gòu)大為簡化。
　　2、時分割乘法器型功率表成本較低。
　　3、采用時分割乘法器的儀表在工頻測量方面可以容易實現(xiàn)高精度的測量。

四時分割乘法器的典型應(yīng)用

　　由于乘法器主要應(yīng)用在工頻正選信號中，所以時分制乘法器在電能分析儀中應(yīng)用得非常廣泛，而且可以達(dá)到ppm級的精度。由時分割乘法器構(gòu)建的電能測試系統(tǒng)一般由電壓、電流互感器，電壓、電流放大器，時分割乘法器乘法器，電壓頻率轉(zhuǎn)換器，分頻器，A/D轉(zhuǎn)換器及其單片機(jī)等電路構(gòu)成。

圖２　基于時分割乘法器的測試系統(tǒng)原理圖

　　采用電壓、電流互感器實現(xiàn)一次回路的測量和被測電網(wǎng)的電氣隔離，并將二次電壓、電流信號調(diào)理至送入時分割乘法器的輸入范圍。信號經(jīng)放大后分別送入時分割乘法器和電壓、電流真有效值測量電路。時分割乘法器實現(xiàn)電壓和電流的乘法運(yùn)算，輸出瞬時功率p(t)經(jīng)低通濾波器將功率電壓值轉(zhuǎn)化成與信號脈沖成正比的頻率信號。該頻率信號經(jīng)分頻器分頻送入單片機(jī)實現(xiàn)有功功率的計算顯示。而電壓、電流信號經(jīng)真有效值測量電路后，由A/D模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，送入單片機(jī)計算顯示。

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