同步数据采集卡的电能质量分析方案

电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的质量。理想状态的公用电网应以恒定的频率、标准正弦波和额定电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值大小应相等、相位对称且相差120度。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称、负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想状态并不存在。如12位分辨率，当电压量程为5000mV，单位增量为（5000mV）/4096=1。因此，产生了电网运行电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。

根据现象可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

对于电能质量分析，同步采集是一个首要条件，如果采用异步采集，通道间的采集时间差，会带来相位、功率等方面的误差。以三相四线的电能质量分析分例，需要分别采集三相的电压和三相的电流，以及零线电流。那么，就需要7个通道完成数据采集工作。

数据采集卡的精度

精度是指数据采集卡在满量程范围内任意一点的输出值相对于其理想值之间的偏离程度。数据采集卡的精度受卡上放大倍数的影响比较大，一般厂商给出的数据采集卡的精度指标都很高，12位AD采集卡的精度在满程输入电压（FSR）的0.01%+1LSB，但在实际检测过程中，受到很多因素，特别是外部电磁干扰信号，电源干扰和传感器噪声等影响因素的限制，检测的精度往往达不到这样的水平。2、冷却注意事项数据采集卡的电路板以高速度功耗非常高的元件运行。

在实际应用中，干扰严重的环境可能使采样结果与厂商标称的精度相差甚远，在弱信号（例如热电偶信号）和高阻抗输出信号（例如压电陶瓷传感器、锆氧传感器输出信号）的才集中尤其如此，原因是逐次比较型AD采集的是微秒级时刻的电信号，而实际输入的信号是传感器输出信号与干扰信号的叠加，在这些干扰信号中，工频干扰信号是比较普遍的，防止工频干扰信号比较有效的方法是与工频信号同步，在工频周期时间内连续采集若干个信号取平均值，这样操作会降低实际的采样速度，在不需要高速采集但要求较高的精度采样的情况下可以得到比较好的效果。2，VPX架构的SATA采集存储系统：对于恶劣环境及外场等应用场合，桌面计算机形态的系统相对不太适合。

数据采集模块跟数据采集卡有什么区别？

从概念来说。数字量是物理量的一种，一类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的。它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。同时，它们的数值大小和每次的增减变化都是某一个较小数量单位的整数倍，而小于这个较小数量单位的数值没有任何物理意义。这一类物理量叫做数字量。数字量，也就是离散量，指得是分散开来的、不存在中间值的量。高速数据采集卡（HighSpeedDataAcquisitionCard）是相对于低速数据采集卡而言的，简单的说，就是采样频率/采样率比较高的数据采集卡。 打个比方，一个开关所能够取的值是离散的，只能是开或者关，不存在中间的情况。但是音量旋钮的取值是连续的，在较大和较小之间有无数种取值。比如12%的音量13%的音量，或者12.5%的音量。

数字量（离散量）是与模拟量（连续量）相对应的。后者常见于自然世界中，并且用一般的数学方法就可以进行分析。而数字量则用于计算机处理的信息中。因为计算机的基本工作状态只有0和1两种，并且数字计算机系统对外界信息的采样也不可能是严格连续的，必然是在一个周期内只完成一次采样，故此数字系统中处理的都是数字量。数据采集技术及超高速数据采集系统在数据采集系统中,处理流程一般包括滤波、采样、存储和处理四个环节。并且，数字量不能完全依靠普通的数学方法进行分析，对他的分析有专门的数学方法。

在系统基本工作原理方面

应用时，数据采集系统置于被监控的设备处，通过传感器对设备的电压或者电流信号进行采样、保持，并送入A/D转换器变成数字信号，然后将该信号送到FIFO中。当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由ARM7从FIFO中读出，然后通过ARM7的以太网接口或者RS232送给上位机。考虑到要监控的设备可能会很多，所以设计了多路采集通道，他们经过模拟开关后再进入A/D转换器。在超高速系统中，传输线效应非常严重，需要采用很多方法来保证数据的完整性。CPLD是整个系统的控制***，他控制采集通道的切换、A/D转换器的启/停、转换后的数据在FIFO中的存放地址发生器、产生中断请求以通知ARM7读取存放在FIFO中的数据等。