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2．2 智能电表测量原理
图2中ADE7755具有双通道采样电路：通道1由锰铜分流器J4的全差分采样电路获取用户的电流参数，其差分电压最大输入时为±470mV；通道2由电压采样电路获取，其最大全差分输入时为±500 mV的电压参量。所采得数据经过内部信息处理如图3所示。
图3中芯片的引脚5，6是采样电流输入通道，引脚7，8是采样电压输入通道。这两个通道的信号输入均为模拟信号，该信号由16位二阶∑-△型A／D转换器分别进行A／D转换成数字信号。电流通道的数字信号通过高通滤波器消除直流成分，再和转换后的电压通道的数字信号相乘，得到瞬时功率P(t)。P(t)经过一个低通滤波器最终获得有功功率P。P经过数字频率转换器D／F转换后，由引脚22输出与有功功率成正比的频率信号。整个过程只有在A／D转换输入和基准电压输入是模拟信号外，其他信息处理均在数字领域完成使得测量具有很强的抗干扰能力。在恶劣环境下仍能实现高精度和长期稳定的电能测量。设获取的采样电压和电流信号是正弦信号，则瞬时电压和电流分别为v(t)=Vcos(ωt+θv)，i(t)=Icos(ωt+θi)，令θ=θv-θi，θ是电压和电流之间的相位差。由此可以得出瞬时功率P(t)和有功功率P。
式中：V是电压峰值；I为电流峰值；T为电压、电流基波周期；n是基波周期数，有功功率等于瞬时功率在基波周期内的平均值。当获取的采样电压和电流是非正弦信号时，可用傅里叶变换将瞬时电压v(t)和瞬时电流i(t)分别表示为它们谐波成分之和：
式中：V0是电压平均值；I0是电流直流分量；Vh是h次谐波电压的有效值；Ih是h次谐波电流的有效值；αh是h次谐波电压的相位角；βh是h次谐波电流的有效值。由式(3)，式(4)算出基波有功功率P1和谐波的有功功率PH可表示为：
因此有功功率P等于其基波有功功率和谐波有功功率之和，即：
P=P1+PH (7)
2．3 电能计量测试结果及分析
本文所设计的智能电表经多功能电能测试仪检测，其测试的硬件连接如图4所示。
图4中多功能测试仪的零、火线分别接到智能电表的进线零、火线获取智能电表的输入电压，将钳形互感器夹到电表的出线上获取出线电流，从输出脉冲预留检测接口J6获取来自ADE7755电能计量模块输出的、与功率信息成正比的输出脉冲。设置合理的电表常数和校验圈数，即可检测并记录智能电表的电流、电压、用电量脉冲、有功功率、无功功率和功率因数。表1为测试结果。
根据国家电网公司2009年发布的最新单相智能电能表技术规范要求Q／GDW364_2009中对单相智能电表的测量及监测要求测量误差不超过±1％。表1中对阻性负载、感性负载和容性负载的不同电流分别进行测试，由表1中可以看出智能电表的测量误差均符合要求。
