JAJU896A June   2023  – March 2025 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 電気メーター
    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  ΣISO6731
      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 設定
    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
  13. 7改訂履歴

4.3.2 電気メータの計測精度の結果

以下のテスト結果では、ゲインと位相のキャリブレーションがメータに適用されています。これらの結果で、有効エネルギーの結果は 0°の位相シフトで 0.1% 以内です。さらに、有効エネルギーと電圧の関係の結果と RMS 電圧の結果から、電圧チャネルに ADC 範囲の一部しか使用していないにもかかわらず、良好な精度の結果が得られることがわかります。

以下の 6 つの表とプロットの「% 誤差」列は、TIDA-010243 に対する複数のリファレンス入力の値と、PC の GUI に表示される測定値との差として計算されます。TIDA-010243 へのリファレンス入力値は、MTE の PTS3.3C ソース ジェネレータ / リファレンス メータによって生成され、TIDA-010243 エネルギー ライブラリで計算された測定値は PC の GUI で報告されます。

表 4-3 位相 A の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード
電圧 (V) % 誤差
270 0.00555
260 0.00384
240 0.00375
230 0.01086
220 0.00863
200 0.00700
180 0.01055
160 0.00250
140 0.00214
120 0.00666
100 0.00300
90 0.01300
70 0.01571
50 0.00240
30 0.01200
10 0.00299
9 0.02733
TIDA-010243 位相 A の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード図 4-11 位相 A の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード
表 4-4 位相 A の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード
電流 (A) % 誤差

0.01

0.50383

0.03

0.20413
0.05

0.07749

0.1

0.00399

0.25

0.02239

0.50

0.00179

1.00

0.01999

2.00

0.01649

5.00

0.00539

10.00

0.00999

20.00

0.01449
30.00

0.03366

40.00

0.01124
50.00

0.01398
60.00

0.01566

70.00

0.00642
80.00

0.00749
90.00

0.02321

100.00

0.02099
TIDA-010243 位相 A の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード図 4-12 位相 A の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード
表 4-5 位相 B の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード
電圧 (V) % 誤差

270

0.01444

260

0.01307
240

0.00500

230

0.00304

220

0.01090

200

0.00500

180

0.00111

160

0.00687

140

0.00428
120

0.01916

100

0.00900

90

0.00922

70

0.02771
50

0.02240
30

0.02500
10

0.03400

9

0.02133
TIDA-010243 位相 B の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード図 4-13 位相 B の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード
表 4-6 位相 B の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード
電流 (A) % 誤差

0.01

0.63311

0.03

0.26816
0.05

0.07893

0.10

 0.04498
0.25

0.01159
0.50 0.01220
1.00 0.01499
2.00

0.00449
5.00 0.01339
10.00

0.00100
20.00

0.01449
30.00 0.02666
40.00

0.02825
50.00

0.01019
60.00 0.01683
70.00 0.00414
80.00. 0.00475
90.00 0.01988
100.00 0.03199
TIDA-010243 位相 B の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード図 4-14 位相 B の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード
表 4-7 位相 C の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード
電圧 (V) % 誤差
9 0.02077
10 0.00699
30 0.00566
50 0.00960
70 0.00528
90 0.00988
100 0.00200
120 0.00999
140 0.00071
160 0.01874
180 0.00388
200 0.00650
220 0.00090
230 0.01652
240. 0.01124
260 0.02461
270 0.02444
TIDA-010243 位相 C の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード図 4-15 位相 C の RMS 電圧の % 誤差と電圧との関係、3 相モード
表 4-8 位相 C の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード
電流 (A) % 誤差
0.01 0.32617

0.03

0.15916
0.05 0.09126

0.10

0.00499
0.25

0.00200
0.50

0.01940
1.00

0.00500
2.00

0.00699
5.00 0.01139
10.00 0.09506
20.00

0.05700
30.00

0.02899
40.00

0.03625
50.00

0.01720
60.00 0.01166
70.00

0.01842
80.00. 0.01062
90.00 0.00100
100.00 0.00120
TIDA-010243 位相 C の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード図 4-16 位相 C の RMS 電流の % 誤差と電流との関係、3 相モード
表 4-9 有効エネルギーの % 誤差と電流との関係（巻線比が 2000：1 で 3 つの CT の場合）
電流 (A) 平均誤差 %PF = 1、cos ϕ = 0° 限度値 (%) [CLASS 0.2] IEC 62053-22 (PF 0.5i/0.8c) 限度値 (%) [クラス 0.5] IEC 62053-22 (PF 0.5i/0.8c) 平均誤差 % PF = 0.5i、cos ϕ = 60° 限度値 (%) [クラス 0.2] IEC 62053-22 (PF 0.5i/0.8c) 限度値 (%) [クラス 0.5] IEC 62053-22 (PF 0.5i/0.8c) 平均誤差 % PF = 0.8c、cos ϕ = -36.87°
0.1 0,026 0.4 1.0 -0,002 0.5 1.0 0,038
0.5 0,021 0.4 1.0 -0,013 0.5 1.0 0,035
0.75 0,023 0.4 1.0 -0,004 0.5 1.0 0,037
1.5 0,017 0.2 0.5 -0,011 0.3 0.6 0,029
3 0,022 0.2 0.5 -0,012 0.3 0.6 0,036
7.5 0,019 0.2 0.5 -0,036 0.3 0.6 0,039
15 0,011 0.2 0.5 -0,045 0.3 0.6 0,032
30 0,009 0.2 0.5 -0.09 0.3 0.6 0,048
60 0,009 0.2 0.5 -0,158 0.3 0.6 0,072
75 0,016 0.2 0.5 -0,173 0.3 0.6 0,081
100 0,021 0.2 0.5 -0,202 0.3 0.6 0,097
TIDA-010243 アクティブエネルギー % 誤差図 4-17 アクティブエネルギー % 誤差
表 4-10 無効エネルギーの % 誤差と電流との関係（巻線比が 2000：1 で 3 つの CT の場合）
電流 (A) 平均誤差 % sin ϕ = 1i (90°) 制限 (%) [クラス 1] 制限 (%) [クラス 0.5] 平均誤差 % sin ϕ = 0.5i (30°) 制限 (%) [クラス 1]

制限 (%) [クラス 0.5]

 平均誤差 % sin ϕ = 0.8c (– 53.13°)
0.1 0,193 0,410 -0,251
0.5 0,024

3.0

 2.0 0,079 -0,044
0.75 0,018 3.0 2.0 0,070 -0,032
1.5 0,006 2.0 1.0 0,047 3.0 2.0 -0,027
3 0,008 2.0 1.0 0,052 2.0 1.0 -0,017
7.5 0,003 2.0 1.0 0,071 2.0 1.0 -0,032
15 -0,006 2.0 1.0 0,023 2.0 1.0 -0.03
30 -0,002 2.0 1.0 0,095 2.0 1.0 -0,034
60 0,004 2.0 1.0 0,154 2.0 1.0 -0,052
75 0,015 2.0 1.0 0,187 2.0 1.0 -0,056
100 0.027 2.0 1.0 0,224 2.0 1.0 -0.042
TIDA-010243 無効エネルギー % 誤差図 4-18 無効エネルギー % 誤差