1。4 论文组织结构 

本设计分为5个章节进行论述。第1章论述了电表技术的现状和将来的发展趋向，提出本设计方案的特点以及本文准备解决的问题；第2章讲述了用来进行电能计算的有关理论基础；第3章讲述了系统布局框图，设计了电表显示内容的方案；第4章讲述硬件电路的布局，讲述了以ADS7841为核心的采集电路设计和以STM32F107为核心的外围电路设计，并展示了由软件绘制的电路图；第5章讲述整个系统的软件部分主程序流程图的设计思路。 

2  电能计算的理论基础

电能表不但要能准确的计量使用者有功电能的损耗，还要能够记载体现电网运行质量的有关参数，它们都包含有功功率、无功功率、总功率、有功电能、无功电能、电压有效值、电流有效值、功率因数以及工作频率等参数。

假设是理想的三相交流电，那么A、B、C三相的电压信号可以由下列函数表示：

2。1 电压、电流有效值及谐波参数的计算

信号的有效值也称为均方根值（RMS）。在三相电路中，电压、电流的测量一般都采取有效值数据作为测量依据。按照电压有效值以及电流有效值的定义：

因为AD转换器是对电流电压信号进行离散采样的，假设对电压u(t)、电流i(t)分别进行N次采样，u(k)、i(k)相应为第k个采样点，总采样点数为N，那么

在三相电路中，A、B、C的电压有效值依次是：

A、B、C的电流有效值依次是：来,自,优.尔:论;文*网www.chuibin.com +QQ752018766-

在谐波分析发生的时候，经常利用一些特征量来体现畸变波形偏离正弦波形的水平，经常用到的特征量都包含有谐波含量、电压总畸变率、电流总畸变率和n次谐波的含有率等。

谐波电压含量UH可表示为：     (2。14)

谐波电流含量IH可表示为：     (2。15)

谐波总畸变率经常利用THD来表示，它等于谐波含量与基波分量比值的百分数。

电压总畸变率为：      (2。16)

电流总畸变率为：        (2。17)

谐波含有率经常利用HR来表示，一般可以使用某次谐波的有效值与基波有效值的比值来表示。

第n次谐波电压含有率表示为：   （2。18）

第n次谐波电流含有率表示为：       （2。19）

含有谐波时，电力系统的平均功率可表示为下式：

其中，为n次谐波电流落后于n次谐波电压的相位角。