JAJU896 June   2023 ADS131M08 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 最終製品
    2. 1.2 電気メータ
    3. 1.3 電力品質メータ、電力品質アナライザ
    4. 1.4 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 TPS3840 を使用する外部電源電圧スーパーバイザ (SVS)
      2. 2.2.2 TMAG5273 リニア 3D ホール効果センサによる磁気改ざん検出
      3. 2.2.3 アナログ入力
        1. 2.2.3.1 電圧測定のアナログ・フロント・エンド
        2. 2.2.3.2 電流測定のアナログ・フロント・エンド
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  ADS131M08
      2. 2.3.2  MSPM0G3507
      3. 2.3.3  セグメント LCD ディスプレイ駆動用の MSP430FR4131
      4. 2.3.4  TPS3840
      5. 2.3.5  THVD1400
      6. 2.3.6  ISO6731
      7. 2.3.7  ISO6720
      8. 2.3.8  TRS3232E
      9. 2.3.9  TPS709
      10. 2.3.10 TMAG5273
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1  計測テスト用のソフトウェアを実装する方法
    2. 3.2  クロック供給システム
    3. 3.3  GUI 通信用の UART のセットアップ
    4. 3.4  リアルタイム・クロック (RTC)
    5. 3.5  MSP430FR4131 の LCD コントローラ
    6. 3.6  ダイレクト・メモリ・アクセス (DMA)
    7. 3.7  ADC のセットアップ
    8. 3.8  フォアグラウンド・プロセス
      1. 3.8.1 数式
    9. 3.9  バックグラウンド・プロセス
    10. 3.10 ソフトウェア関数 per_sample_dsp()
      1. 3.10.1 電圧と電流の信号
      2. 3.10.2 周波数測定とサイクル・トラッキング
    11. 3.11 LED パルスの生成
    12. 3.12 位相補償
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 必要なハードウェアとソフトウェア
      1. 4.1.1 ハードウェア
      2. 4.1.2 注意および警告
    2. 4.2 テスト構成
      1. 4.2.1  TIDA-010243 を計量テスト機器に接続する
      2. 4.2.2  電源オプションとジャンパ設定
      3. 4.2.3  電気メータの計測精度のテスト
      4. 4.2.4  計測読み取り値の表示とキャリブレーション
        1. 4.2.4.1 LCD から結果を表示する
        2. 4.2.4.2 PC からのキャリブレーションと結果の表示
      5. 4.2.5  MSPM0+ MCU のキャリブレーションとフラッシュの設定
      6. 4.2.6  ゲインのキャリブレーション
      7. 4.2.7  電圧および電流ゲインのキャリブレーション
      8. 4.2.8  有効電力ゲインのキャリブレーション
      9. 4.2.9  オフセット・キャリブレーション
      10. 4.2.10 位相キャリブレーション
      11. 4.2.11 ソフトウェア・コードの例
    3. 4.3 テスト結果
      1. 4.3.1 SVS 機能テスト
      2. 4.3.2 電気メータの計測精度の結果
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 設計ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      4. 5.1.4 レイアウトのプリント
      5. 5.1.5 ガーバー・ファイル
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について

位相キャリブレーション

電力ゲイン補正の後で、位相キャリブレーションを行います。有効電力ゲインのキャリブレーションと同様に、1 つの位相で位相補正を行うには、他の 2 つの位相をディセーブルする必要があります。位相補正のキャリブレーションは、次の手順で行います。

  1. AC テスト・ソースをオフにした、または再構成した場合は、「電圧および電流ゲインのキャリブレーション」ステップ 1 からステップ 3 までを、そのセクションで使用されているのと同じ電圧と電流を使用して実行します。
  2. 現在のキャリブレーションの対象でない、他のすべての位相の電流を 0A に設定し、ディセーブルします。
  3. 位相シフトのみを 0 以外の値に変更します。通常は +60°を選択します。これによって、リファレンス・メータに、有効電力測定について異なる % 誤差が表示されます。この値は負になることもあります。
  4. 手順 3 の誤差が 0 に近くない、または許容できない場合は、次の手順に従って位相補正を実行します。
    1. キャリブレーション中の位相について、[Phase Correction] フィールドの更新値を入力します。通常、誤差を 0 に近づけるには、小さな ± 整数値を入力する必要があります。さらに、位相シフトが 0 より大きい場合 (例:+60°)、正 (負) の誤差を補正するには正 (負) の値が必要です。
    2. [Update meter] ボタンをクリックし、リファレンス・メータの誤差値を監視します。
    3. この測定誤差 (%) が十分な精度でない場合は、ステップ 4a とステップ 4b に基づいて、値を 1 だけインクリメントまたはデクリメントすることで微調整します。ただし、ある程度調整が行われた後では、この微調整を行っても誤差が 0 の前後を往復するだけであることに注意してください。絶対誤差が最も小さくなる値を選択する必要があります。
    4. 位相を -60°に変更し、この誤差が許容範囲内であることを確認します。遅延と先行の条件で、同じ位相シフトについて誤差が対称的なのが理想です。

位相キャリブレーションを行うと、1 つの位相についてキャリブレーションが完了します。他の位相について、ゲイン・キャリブレーション、オフセット・キャリブレーション、位相キャリブレーションを行う必要があります。

これで、すべての位相の電圧、電流、電力のキャリブレーションが完了します。図 4-6 に示す GUI の計測結果ウィンドウで、[Meter calibration factors] ボタンをクリックし、新しいキャリブレーション係数を確認します (図 4-9 を参照)。ここに表示されるキャリブレーション係数のうち、[Voltage AC off] パラメータはそれぞれの測定値から有効電力オフセット (mW 単位) を減算した値、[Current AC offset] パラメータは無効電力の読み取り値から無効電力オフセット (mvar 単位) を減算した値を実際に示していることに注意してください。これは、2 電圧構成を使用するメータのキャリブレーション係数の例も示しています。同じメータを 1 電圧構成用に設定すると、電圧と有効電力のスケーリング係数は、図 4-6 に示されている値の約半分になります。これは、2 つのラインから中性線への電圧を測定する代わりに、両方の位相の電圧読み取りにライン間電圧の測定が使用されるためです。分割位相システムの最適な条件では、ライン間電圧測定の RMS 値は、2 つのラインから中性線への RMS 測定値それぞれの 2 倍です。つまり、ADC に供給される電圧も、ラインから中性線への電圧を測定する場合と比べて、ライン間電圧を測定する場合は 2 倍です。結果として 1 電圧構成では、電圧と電力の読み取り値を追加係数 2 で除算する必要があります。有効電力と電圧ゲインのキャリブレーション手順を実行すると、この除算は自動的に行われます。

GUID-FC0F04C3-7F19-44C3-8665-F0F1DA709863-low.png図 4-9 [Calibration Factors] ウィンドウ

図 4-6 に示されている [Meter features] ボタンをクリックすると、図 4-10 のウィンドウが表示されます。

GUID-52ABA76F-5866-4A64-99C1-2C1F76ADD85C-low.png図 4-10 [Meter Features] ウィンドウ