輸電線路局部氣象監(jiān)測的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)總要進(jìn)行人機(jī)交互(包括在LCD上顯示運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)置運(yùn)行參數(shù)等)，因此還必須設(shè)計(jì)鍵盤接口。本文選用1片東芝公司的82C79芯片完成4×4鍵盤矩陣的掃描。82C79的工作模式設(shè)置為譯碼掃描鍵盤工作方式，并占有VC33的INT2中斷。當(dāng)有按鍵動(dòng)作時(shí)，82C79產(chǎn)生中斷信號給VC33，VC33調(diào)用鍵盤掃描程序讀取所按鍵的編碼。

2.3 電源和時(shí)鐘電路

　　VC33的電源電路采用TI公司的雙電源應(yīng)用芯片TPS767D318。其外圍I/O工作電壓DVDD為3.3 V，而其核心的工作電壓CVDD為1.8 V。電源電路如圖2所示。

　　除了在正常運(yùn)行時(shí)工作電壓要穩(wěn)定外，VC33還要求上電過程中保證CVDD端電壓不能超過DVDD端電壓0.6 V，采用肖特基限位整流器DL5817來提供此安全保證。二極管D1和D2起到鉗位CVDD、DVDD兩個(gè)工作電壓的作用。在TPS767D318的電壓輸出端均接有較大容量的電容，用于處理電壓輸出起始階段非常大的暫態(tài)電流，以免燒壞VC33。VC33強(qiáng)化了時(shí)鐘配置功能，可提供多種時(shí)鐘工作方式。設(shè)計(jì)中用外部有源時(shí)鐘、內(nèi)部時(shí)鐘電路不啟振、內(nèi)部倍頻系數(shù)為1的時(shí)鐘工作方式。

　　2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　系統(tǒng)應(yīng)該監(jiān)測的基本參數(shù)包括：環(huán)境溫度、濕度、大氣壓力、風(fēng)速和風(fēng)向等參數(shù)。除了風(fēng)向外，其余都是模擬量。為了把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為能被VC33處理的離散的數(shù)字量，必須設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換電路。

　　ADI公司的AD7874為自帶采樣/保持、4通道同時(shí)采樣、高精度的12位數(shù)據(jù)采集A/D芯片，適合水源熱泵工質(zhì)某點(diǎn)的溫度和壓力的同相位采集。其輸入信號范圍為±10 V，單通道采樣頻率可達(dá)29 kHz。AD7874輸入通道的多路復(fù)用通過選用Phillips公司的16選1多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)HEF4067來實(shí)現(xiàn)。由于水源熱泵節(jié)能最優(yōu)控制為動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測控，且水源熱泵熱工動(dòng)態(tài)過程相對緩慢的特點(diǎn)，對各個(gè)模擬量采集頻率設(shè)定為24 Hz，即每秒24個(gè)點(diǎn)。

　　2.4.1 大氣壓力測量

　　大氣壓力測量泵的工質(zhì)壓力、水壓力到電壓信號的轉(zhuǎn)換由Siemens公司的QBE620-P16壓力變送器實(shí)現(xiàn)。QBE620-P16既適用于氣體，也適用于液體，溫度工作范圍寬，適合輸電線路的惡劣運(yùn)行現(xiàn)場。外加工作電壓范圍為DC 18～33 V，測量壓力范圍為0～232 psi。測量信號輸出DC 0～10 V，經(jīng)有源濾波和抗混疊電路后輸入AD7874，由AD7874完成A/D轉(zhuǎn)換。

　　一般認(rèn)為，壓力變送器的測量壓力與輸出直流信號之間的關(guān)系為線性變換，但實(shí)際上線性度并不為零。在壓力測量范圍較大時(shí)，由線性度引起的測量系統(tǒng)誤差不能忽略，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　2.4.2 環(huán)境溫度測量

　　輸電線路覆冰與溫度緊密相關(guān)，溫度的測量精度直