单向有功交流功率表设计

摘要:主要考虑制作以单片机为模板的单向功率表， 用途主要为测量负载的有功功率，随着社会发展，电子设备的数字化，可视化以及自动化已经成为不可逆转的趋势，于此单相功率表开始广泛应用于生产测量方面。单向功率表除了测量有功功率外，通过正确的连接还可以测量无功功率以及功率因数，^[1]再加上其应用液晶显示，可以方便直观的阅读结果，抗干扰能力强等优点，已经逐步取代了传统指针式功率表^[8]，此次设计着重于测量精度的提升以及液晶显示模块，主要分数据采样，模数转换，单片机编程，液晶显示部分来完成。

关键词：单片机 测量精度 液晶显示 有功功率

引言：现在的社会发展已经完全离不开电这一元素了，无论是工业生产还是日常生活，电的使用成了人们息息相关的事情，由此而生的便是对电的各个物理量的测量监控与调整，随着技术的发展，只测试最基本物理量的电流表与电压表已经逐渐满足不了生产的需求，电能表功率表之类的仪器已经是必不可少的工具，所以本次设计旨在设计一个单相功率表。

一、选题的背景和意义

功率表根据分类标准不同可分为有功功率，无功功率和视在功率；单相，三相或者直流，交流等，因为现在生活中使用的主要为交流电，所以此次设计为单相交流有功功率表。^[13][14]

传统的电子测量仪器件普遍使用指针式，但随着技术发展，精度不高且功能单一的指针式功率表已经不能满足需求，所以此次设计将选用数字功率表，以单片机为基础加入液晶显示模块，将连续的电流电压信号转化为离散的数字信号，发挥其准确，抗干扰以及集成度高的优点。而采用液晶显示则使结果显示更加稳定直观，这些都是传统指针式功率表所不具有的^[2]

二、历史发展与现有成果

从电磁感应定律被发现开始，伴随着第二次工业革命的诞生，电能已经成为当代社会的最主要能源。因为更高的能量利用率，其他形式的能源经常转化为电能再进行利用。在信息化时代，大到飞机火车小到一块芯片的运行都离不开电能的使用，可以说电能已经成为现代社会的命脉。但是不同于煤炭、石油、天然气等能源，电并非肉眼可见的实物，那么在电能投入使用之前，还有一个问题需要解决：如何去度量电能。于是功率表便在此时应运而生。