张振国，胡姗姗

（上海理工大学，上海 200093）

交流电压有效值是根据 “焦耳·楞次”定律来定义的。基于此定义，早期实现有效值的测量方法有：利用热电偶的热电变换器，或者采用峰值检测法、绝对平均法分别测出交流信号的峰值或绝对平均值，再进行换算[1]。随着现代电子技术的发展，较为理想的方法是利用集成器件实现有效值的实时计算[1]，这样的集成器件有真有效值-直流变换器（如AD637），或者其他功能更强大的、基于交流采样的集成电路[2]（如CS5463）。这类方式均在芯片内部或外围电路中执行了A/D转换，硬件电路相对复杂，且成本较高。

本文所介绍的测量方法没有采用A/D转换，简化了硬件电路的设计，虽然测量精度不及热功率法或真有效值转换方法，而且当测量信号频率变化大、含较多谐波成分时更会影响有效值的测量精度，但测量速度相比于其他方式有明显优势，更适于当电源电压高于或低于某一正常值时需要做快速处理的工业设备的电压测量。

1 测量原理

图1 交流电压曲线

图2 有效值UVA与脉宽T之间的函数曲线

2 UAV与N的拟合多项式

在Matlab中搭建模型，得到有效值UAV与脉宽T之间数值对应关系，如图3所示。在Proteus中，通过单片机对正脉冲测宽（单片机的时钟频率设为 12 MHz），得到与脉宽T对应的计数值N。综合Matlab与Proteus的仿真结果，利用Matlab的Cftool工具箱，可以得到拟合二次多项式：UAV=1.208×10-5×N2-0.058 77×N+372.8， 以及对应的残差，如图4所示。

图3 有效值UAV与脉宽T之间数值对应关系

3 测量方法与应用

以上只是仿真实现的测……