2022年超声波法检测局部放电的原理与设计 .pdf

《2022年超声波法检测局部放电的原理与设计 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年超声波法检测局部放电的原理与设计 .pdf（22页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、超声波法检测局部放电的原理与设计1.1 局部放电的机理1.1.1 局部放电基本概念及原理绝缘介质内部含有一个气隙时的放电情况是最简单的，如图2.1(a)所示。图中 c 代表气隙，b 是与气隙串联部分的介质， a 是除了 b 之外其他部分的介质。假定这一介质是处在平行板电极之中，在交流电场作用下气隙和介质中的放电过程可以用图 1.l(b)所示的等效电路来分析。假定在介质中的气隙是扁平状而且是与电场方向相垂直，则按电流连续性原理可得bbccYUYU（1.1）式中cU、bU分别气隙和介质上的电压 ,Yc、 Yb分别为气隙和介质的等效电导。工频电场中若c和b均小于 1011( m)-1，则气隙和 b

2、部分绝缘上的电压的数值关系可简化为)()()(2222dCCCCUUuucbcbccbbbcbc（1.2）式中c、b分别为气隙和绝缘介质的相对介电常数，气隙和介质中的电场强度Ec、Eb的关系为U + cbbaa dCcCbRcRbCaRaU uc ub 气隙厚度 d 整个介质的厚度Rc、Cc气泡的电阻和电容Rb、Cb与气泡串联部分介质的电阻和电容Ra、Ca一其余部分介质的电阻和电容图 1.1 含有单气隙的绝缘介质，（a）绝缘介质中的气隙， （b）放电等效电路（a）（b）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

3、 - - - - - - - 第 1 页，共 22 页 - - - - - - - - - cbbCbcduuEE)(（1.3）由式（ 1.3）可见：(1) 气隙放电在工频电场中气隙中的电场强度是介质中电场强度的cb倍。通常情况下1c，而1b，即气隙中的场强要比介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比气体的击穿场强低，因此，在外加电压足够高时， 气隙首先被击穿，而周围的介质仍然保持其绝缘特性，电极之间并没有形成贯穿性的通道。(2) 油隙放电在液体和固体的组合绝缘结构中，如油纸电缆、油纸电容器、油纸套管等， 由于在制造中采取了真空干燥浸渍等工艺，可以使绝缘体中基本上不含有气隙， 但却不可避免

4、地存在着充满绝缘油的间隙，这些油的介电常数通常也比固体介质为小， 而击穿场强又比固体介质为低，因此，在油隙中也会发生局部放电，不过与气隙相比要在高得多的电场强度下才会发生。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 22 页 - - - - - - - - - (3) 在介质中极不均匀电场分布的情况下，即使在介质中不含有气隙或油隙，只要是介质中的电场分布是极不均匀的，也就可能发生局部放电。 例如埋在介质中的针尖电极或电极表面上的毛刺， 或其它金属屑等异物附近的电场强度

5、要比介质中其他部位的电场强度高得多。 当此处局部电场强度达到介质本征击穿场强时，则介质局部击穿而形成了局部放电。u + + + + E内E外uC(a) (b) u um u3u2 u1q t t uc0 us-us-urur1 2 3 4 图 1.2 放电过程示意图（a）绝缘介质内气隙放电空间电荷分布（b）外部电压u、空间电荷q、气隙电压uc的时间变化图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 22 页 - - - - - - - - - 1.1.2 放电过程在气隙

6、发生放电时， 气隙中的气体产生游离， 使中性分子分离为带电的质点，在外加电场作用下，正离子沿电场方向移动，电子(或负离子 )沿相反方向移动，于是这些空间电荷建立了与外施电场方向相反的电场(如图 1.2 （a）所示)，这时气隙内的实际场强为内外EEEc(1.4) 即气隙上的电场强度下降了E内，或者说气隙上的电压降低了Uc。于是气隙中的实际场强低于气体击穿场强ECB，气隙中放电暂停。在气隙中发生这样一次放电过程的时间很短， 约为 10-8数量级，在油隙中发生这样一次放电过程的时间比较长，可达 10-6数量级。如果对照图 1.2（b）分析放电过程，外施电压是正弦交流电压，当电压瞬时值上升使得气隙上的

7、电压uc达到气隙的击穿电压UCB时，气隙发生放电。由于放电的时间极短，可以看作气隙上的电压由于放电而在瞬间下降了uc，于是气隙上的实际电压低于气隙的击穿电压，放电暂停（这相应于图1.2(b)中的点 1） 。此后气隙上的电压随外加电压瞬时值的上升而上升，直到气隙上的电压又回升到气隙的击穿电压 UCB时，气隙又发生放电，在此瞬间气隙上的电压又下降uc，于是放电又暂停。假定气隙表面电阻很高，前一次放电产生的空间电荷没有泄漏掉，则这时气隙中放电电荷建立的反向电压为-2 uc。依此类推如果在外加电压的瞬时值达到峰值之前发生了n 次放电，每次放电产生的电荷都是相等的，则在气隙中放电电荷建立的电压为-n u

8、c。在外加电压过峰值后， 气隙上的外加电压分量u外逐渐减小，当 u外=n uc时，气隙上的实际电压为零(图 1.2(b)中点 2)。外施电压的瞬时值继续下降，当u外-n uc=UCB时，即气隙上实际的电压达到击穿电压时，气隙又发生放电， 不过放电电荷移动的方向决定于此前放电电荷所建立的电场 E内，于是减少了原来放电所积累的电荷，使气隙上的实际电压为u外-n ucUCB时，于是放电暂停 (相应图 1.2(b)中的点 3)。此后随外施电压继续下降到负半周，当重新达到- u外-(n-1) uc=UCB时，气隙又发生放电，放电后气隙上的电压为 - u外-(n-2) ucUCB， 放电又停止。依此类推直

9、到外加电压达到负峰值，这时气隙中放电电荷建立的电压为n uc。随着电压回升，在一段时间内u外+nucUCB不会出现放电，直到u外名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 22 页 - - - - - - - - - +nuc=UCB时气隙又发生放电。放电后气隙上的电压为u外+(n-1)ucCb，因此上式可写作bcrcCCqu(1.6) 由于气隙经常是处于介质内部，因而无法直接测得qr或Uc。但根据图1.1(b)所示的等效电路当Cc上有电荷变化时，必然会反映到Ca上电

10、荷和电压的变化，即试样两端出现电荷和电压的变化，因此可以根据这种变化来表征局部放电。通常有以下表征局部放电的参数。一、视在放电电荷视在放电电荷是指产生局部放电时，一次放电在试样两端出现的瞬变电荷。根据图 1.1(b)所示的等效电路，并考虑到介质电阻Ra、Rb以及气隙电阻Rc都很大，而局部放电的放电时间又极短，可以假定在放电过程中， 一方面电源来不及供给补充电荷， 另一方面各个电容上的电荷也没有泄漏掉。因此当气隙放电而造成 Cc上电压下降 uc时，各电容上的电荷重新分配，因此Ca上的电压也下降了ua，且abcabbcaCCuCCCuu(1.7) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

11、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 22 页 - - - - - - - - - 这时 Ca上的电荷变化为aabcbcaaaCuCCCCCuq)/(1.8) 将(2.7)代入上式可得cbaUCq(1.8) 将(2.6)代入上式得bcbraCCCqq(1.9) 其中 qa就是视在放电电荷， (1.9)表明了视在放电电荷与实际放电电荷的关系，可以看到：（1）通常气隙是很薄的，即CcCb，因此 qa往往比 qr小得多；（2）应当注意，真正代表放电大小的是qr，只有在 Cb/(Cb+CC)相同时才能通过 qa的大小来

12、比较实际放电的大小；（3）两个视在放电量qa相同的产品，如果 Cb/(Cb+CC)差别很大，则 qa的差别也很大， 因此，对材料的破坏作用也就可能大不相同。这点在局部放电的实际测试中要做具体分析。二、放电重复率放电重复率是指单位时间内局部放电的平均脉冲个数。通常以每秒放电次数来表示。从图 1.2 可以看出，假定气隙中每次放电后残留的电压ur可以忽略，则在外施电压的 1/4 周期内放电的次数约为cbbBmBcmCCCcUucUun（1.10）式中 ucm为气隙中不放电时电压的峰值。如果外施电压的频率为f，则一秒钟内放电次数为cbbBmCCCcUuffnN44（1.11）在气隙中的放电次数与反映到

13、试样两端电压脉冲的次数是完全相等的，但要注意的是实际测量中脉冲计数器需要大于一定电平的信号才能触发计数，因此，测得的放电次数只是放电量大于一定值或在一定范围的放电次数。三、放电的能量放电能量是指在一次放电中所消耗的能量。单位用焦耳表示 (J)。假定在气隙中发名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 22 页 - - - - - - - - - 生放电时， 气隙上的电压从 UCB下降到零， 即uc=UCB。则在这一次放电中消耗的能量为22)(21)/(2121cbcc

14、babaccruCCuCCCCCuqW（1.12）设当UCB时，施加在试样两端的电压峰值为uim（即起始放电电压的峰值），则bcbimCBcCCCuUu（1.13）将上式代入式（ 1.12）得aimcbimquuCuW2121（1.14）上式表明放电能量为视在放电电荷与起始放电电压（峰值)乘积的一半。同时也是实际放电电荷和气隙的击穿电压乘积的一半。四、放电的平均电流平均电流是指在一定时间间隔T 内视在放电电荷绝对值的总和除以时间间隔T。121amaaqqqTI（1.15）当 qa单位为库仑（ C） 、T 单位为秒（ s）时，放电的平均电流I 为安培（ A） 。五、放电的均方率均方率是指在一定时

15、间间隔T 内视在放电电荷的平方之和除以时间间隔T。122221amaaqqqTD（1.16）当 qa单位为库仑（ C） 、T 单位为秒（ s）时，均方率 D 的单位为 C2/s。六、放电功率放电功率是指局部放电时， 从试样两端输入的功率， 也就是在一定时间内视在放电电荷与相应的试样两端电压的瞬时值之乘积除以时间间隔T。12211mamaauququqTP（1.17）当 qa单位为库仑（ C） 、T 单位为秒（ s）时，放电功率 P 的单位为 W。七、局部放电起始电压Ui名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

16、 - - - - - - - 第 7 页，共 22 页 - - - - - - - - - 局部放电起始电压是指试样产生局部放电时，在试样两端施加的电压值。在交流电压下用有效值表示。在实际测量中，施加电压必须从低于起始放电的电压开始，按一定速度上升。同时，为了能在灵敏度不同的测试装置上所测的起始电压进行比较，一般是以视在放电电荷超过某一规定值时的最小电压值为起始放电电压。八、放电的熄灭电压Ue放电熄灭电压是指试样中局部放电消失时试样两端的电压值。在交流电压下是以有效值来表示。 在实际测量中电压应从稍高于起始放电电压值开始下降。为了能在不同灵敏度的测试装置上测得的放电熄灭电压进行比较，一般是以视

17、在放电电荷低于某一规定值时的最高电压为放电熄灭电压。上述八个表征局部放电的参数中，视在放电电荷、放电重复率和放电能量是基本的表征参数。 平均电流、均方率和放电功率是表征放电量和放电次数的综合效应，并且是在一定时间内局部放电累积的平均效应。放电起始电压和熄灭电压则是以施加在试样两端的电压特征值来表示局部放电起始和熄灭的。1.1.4 影响局部放电的因素局部放电的特性与很多因素有关。如介质和气隙（油隙）的特性、形状、尺寸，电场的均匀程度， 外施电压的波形以及环境条件等。它们都是影响局部放电特性各参数的因素。一、影响视在放电电荷的因素由前述可知CBcbcbaUdAUCq)(（1.18）式中=0.10.

18、8，表示当气隙比较大时，每次放电只是发生在一部分气隙面积当中。因此实际放电的面积应以A 来表示，其中 A 为气隙的面积。从 (1.18)可以看出：1、气隙面积增大时， qa也增大；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 22 页 - - - - - - - - - 2、当外加电压升高时，值增大，即实际放电面积增大， qa也增大。如果介质中存在多个气隙，则电压升高时就会有更多的气隙同时放电，这时qa增加更为明显；3、气隙的击穿电压增高， qa也增大。在气隙中气体的性

19、质和气体的压力都会影响气隙的击穿电压。 在同样尺寸的间隙中， 油的击穿电压比气体高一到二个数量级。所以油隙的放电量一般比气隙的放电量大12 个数量级；4、 介质的相对介电系数大， 介质的厚度小，气隙的厚度大， 都会使 qa增大。这时 qa就比较接近于实际放电电荷qr，反之就远小于 qr；5、当气隙表面形成半导电层或导电层时，会使放电量显著减小，甚至于停止放电。二、影响放电重复率的因素根据(2.11)式可以进一步推导出放电重复率)/()(1444bcBmcbbBmdcUufCCCcUuffnN（1.19）由此可见：1、增加试验电压的频率和峰值，都会使放电重复率增加；2、气隙的击穿电压低，放电的重

20、复牵就大。从图2.2 可以清楚地看到，当外加电压一定时， 每周期内放电次数随UCB的减少而增加。 因此，在其他条件相同时，油隙的放电重复率要比气隙的小；3、在试验电压峰值不变的条件下，介质的相对介电系数越大，介质厚度与气隙厚度之比越小， 则气隙所承受的电压峰值就越高，因此，放电重复率也就增大；4、气隙表面电阻小，放电电荷容易泄漏掉，气隙中由于每次放电所建立的反电场 Uc就比较小，因此，在一周期中放电次数增多，即重复率增大。这在交流电压下尤为明显；5、 介质中存在许多气隙时， 由于各次放电的时间比放电间隔的时间短得多，各气隙的放电正好叠加在一起的几率很小。因此，放电的次数也会增多。三、影响放电能

21、量和放电功率的因素名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 22 页 - - - - - - - - - 假定在 1 秒钟内各次放电的能量都一样，则每次发生放电功率为imauNqP(1.20) 式中 N 为放电重复率， uim实际上就是用峰值表示的起始放电电压。将式(2.14)与(2.20)比较可以看出放电能量W与放电功率 P 都与视在放电电荷及起始放电电压有关。因此，所有影响视在放电电荷和放电电压的因素都会影响放电功率或放电能量。此外，放电功率还与放电重复率有关，

22、因此，影响放电重复率的因素也会影响放电功率。四、影响放电平均电流和均方率的因素根据平均电流和均方率的定义， 可以看出每秒钟内放电的次数越多，每次放电的放电量越大， 则平均电流或均方率就越大。因此，影响放电次数和放电量的因素也都会影响平均电流和均方率。五、影响放电起始电压和放电熄灭电压的因素凡是对气隙中的电场分布和气隙中气体击穿场强有影响的因素，如介质和气体的相对介电系数、 介质和气隙的厚度、 气隙的形状、 气隙中气体的性质及压力等都会影响放电起始电压和放电熄灭电压。有些绝缘材料中的气隙放电起始电压还与施加电压的时间有关，如环氧纸板在 20时，用快速升压测得的放电起始电压比逐级升压测得的高3.5

23、 倍。而在温度为 60时这种差别就小得多。有的实验指出，当气隙直径小时，这种起始放电的延迟效应更为明显。在有延迟效应的情况下， 起始放电电压的测定最好补充规定电压上升到起始放电时所需的时间不少于某一规定值，或者规定采用逐级升压法升压， 并规定每级停留的时间。 放电熄灭电压一般略低于放电起始电压，在放电过程， 气隙状态发生了变化， 或由于局部放电产生了新的气隙，则在较低的电压下仍然可以保持放电，这时放电熄灭电压将明显地降低。1.2 局部放电产生超声波的机理设变压器油中含有一半径为r 的气泡 q，气泡的质量为 Mm，气泡处于一定的电场中， 由于局部放电的原因， 气泡携带一定的电荷， 因此气泡收到一

24、定的外名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 22 页 - - - - - - - - - 加的电场力 Fe，气泡内部将有一定的弹性作用力Fq，气泡维持平衡状态，如图1.3A 所示。由于局部放电过程 （ns 级）相对于超声波的产生过程 （s级）来讲，局部放电过程很快， 因此可以忽略局部放电的震荡过程，认为局部放电过程为单个脉冲。当发生局部放电时刻，气泡所受的外在电场力突然消失，气泡平衡状态被打破，气泡在弹性力的作用下，产生振动，此时气泡在受到三条力线：一条为弹性

25、力，穿过力顺元件 Cm，终止于气泡壁； 另一条为摩擦力， 穿过力阻元件 Rm，终止于气泡壁；一条为惯性力，穿过质量元件Mm，终止于气泡壁；这三条力线都汇合于气泡壁，如图1.3B 所示。从物理上看，质量 Mm，力顺 Cm，力阻 Rm，三个元件的速度都相同，因此其在阻抗型类比线路图中应当是串联的。因此得到的电力类比电路图如图1.3 所示。其中气泡的质量Mm 等于气泡的体积乘以气泡的密度，力顺Cm、力阻 Rm 与气泡中的气体成分有关。从图 1.3 中明显的可以看出， 气泡局部放电的力学过程类似于电路中的二阶电路的零输入响应。因此气泡中弹性力的受力满足下式的二阶方程2ccmmmmc2d uduL CR

26、 Cu0dtdt（1.21）一般情况下，对于油介质来讲，其力阻较小，式中存在：图 1.3A 图 1.3B图 1.3Mm Rm r Fp r Cm Cm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 22 页 - - - - - - - - - R2fa。简单地说，采样频率至少是信号带宽的两倍，否则与信号有关的信息就会丢失。由于实际滤波特性不可能是完美的， 而且，系统的动态范围与滤波器的特性和采样速率之间关系非常密切， 因此，如何选择合理的动态范围、 采样速率以及滤波器

27、的参数是设计高速 ADC 系统的主要问题之一。1.3.4 触发电路的作用及其实现1.3.4.1触发电路的作用 ：采样触发电路是把信号经过放大、整流、滤波、AD 转换后送到单片机中，单片机将该信号与设定的阈值进行比较，如果信号的值大于设定的阈值电压， 则认为存在局部放电现象， 单片机就会触发高速采样电路，对局部放电信号进行高速数据采集和存储，反之，如果采样信号的值小于我们设定的阈值电压， 则认为电路中不存在局部放电现象，单片机不会触发采样电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

28、 18 页，共 22 页 - - - - - - - - - 路，高速采集模块就不会进行数据采集和存储。1.3.4.2触发电路实现的软件设计：被放大的信号从 Vin 端输入，经电容滤波后再经过二极管1V2 整流，再经过电容 C 和电阻 R滤波后加到串行 AD 的模拟电压输入端。单片机的 P2.5， P2.6，P2.7实现对 TLC549 的读取。如图 1.6 示：图 1.6 TLC549 芯片简介 : 电源电压： 6.5V；输入电压范围： 0.3VVCC0.3V；输出电压范围： 0.3VVCC0.3V；峰值输入电流 (任一输入端 )：10mA；总峰值输入电流 (所有输入端 )：30mA；工作温

29、度： TLC549：070TLC549 是以八位开关电容逐次逼近A/D 转换器为基础而构造的CMOS A/D 转换器。其设计能通过三态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口。TLC549 仅用输入 /输出时钟（ CLK）和芯片选择（ CS）输入做数据控制。TLC549 的最高 CLK 输入频率为 1.1MHz。TLC549 的内部提供了片内系统时钟，它通常工作在4MHz 且不需要外部元件。片内系统时钟使内部器件的操作独立于串行输入/输出的时序，并允许TLC549 像许多软件和硬件要求的那样工作。CLK 和内部系统时钟一起， 可以实现高速数据传送以及对TLC549 为每秒 40000次的

30、转换。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 22 页 - - - - - - - - - 内部时钟和 CLK 独立使用，且不需要任何特定的速度或二者之间的相位关系。这种独立性简化了硬件和软件控制任务。由于这种独立性和系统时钟的内部产生，控制硬件和软件只需关心利用I/O 时钟读出先前转换结果和启动转换。TLC549 的其它特点包括通用控制逻辑，可自动工作或在微处理器控制下工作，且有片内采样保持电路， 具有差分高阻抗基准电压输入端，易于实现定标以及与逻辑电路和电源

31、噪声的隔离；整个开关电容逐次逼近转换器的设计，允许在小于 17s 的时间内以最大总误差为0.5 最低有效位（ LSB）的精度实现转换；电源范围为 +3V+6V，功耗小于 15mW；能理想地用于包括电池供电便携式仪表的低成本、高性能系统中。TLC549 的 CS 为高电平时， DATA OUT 处于高阻态且 CLK（I/O 时钟）被禁止。当使用另外的TLC549 器件时，这种CS 控制功能允许 CLK 与其共用同一时钟。当使用多个TLC549 器件时，这也使所需的控制逻辑为最少。TLC549 可直接与 89C51 单片机连接，编程采用串口方式。本设计中我们用 P2 口的 P2.7、P2.6、P2

32、.5三个 IO 口串行控制 AD 转换器 TLC549。下面给出了单片机读取TLC549 的汇编程序：CSBIT P2.7 DCLK BITP2.5 DOUT BIT P2.6 AD_DATA EQU 036H ;采集数据缓冲区TIMER1 DATA 031H TIMER2 DATA 032H TIMER3 DATA 033H ORG 0000H JMP MAIN ORG 0030H MAIN: TCL549: MOV R3,#08H ;计数器CLR CS ;开启芯片ACALL DELAY ;延时名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

33、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 22 页 - - - - - - - - - READ: CLR DCLK ;读 549 芯片数据NOP MOV C,DOUT SETB DCLK RLC A DJNZ R3,READ MOV AD_DATA,A SETB CS LCALL DELAY_1S ;延时SJMP START ;调数据处理程序延时子程序 1; DELAY: MOV R5,#01H H0: MOV R7,#0FFH H1: DJNZ R7,H1 DJNZ R5,H0 RET 延时子程序 2; DELAY_1S: MOV TIMER1,#1 TE

34、ST_DYA: MOV TIMER2,#255 TEST_DYA1: MOV TIMER3,#255 TEST_DYA2: NOP NOP DJNZ TIMER3,TEST_DYA2 DJNZ TIMER2,TEST_DYA1 DJNZ TIMER1,TEST_DYA RET 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 22 页 - - - - - - - - - 1.3.5 数据采集模块现在基于高速数据采集系统多采用“快采慢读”12的方式来实现数据的高速采集，即在

35、数据采集的过程中单片机不直接干预数据的采集，当单片机启动系统开始采集数据之后，在外部硬件电路的控制下直接将A/D 输出数据依次存入到由地址发生器指定的数据缓存区，当采集的数据容量达到预定的值时，数据采集停止，单片机将数据缓存器中的数据读出作相应处理或直接传送给上位机（即所谓的慢读）。常用的高速缓存有高速普通RAM 、双口 RAM 和 FIFO13。双口 RAM 和 FIFO 可以实现很高的采样速率，并且控制相对于普通RAM简单，但存储容量一般较小，且价格远高于同容量的高速普通RAM （如一片存储容量为 64K16的高速 FIFO的价格在 1000元左右， 而同容量的高速普通RAM的价格只有十几

36、元），多应用于小存储深度，数据需要实时处理的场合。而局部放电在线检测系统并不要求数据的实时处理，综合以上的分析和从性价比的角度考虑，本系统采用了普通的高速RAM 来实现数据的高速采集。普通 RAM 只有一套数据、地址和读写控制总线，如果直接将地址发生器的地址总线， A/D 的数据线以及单片机的地址、 数据和读写控制总线接到存储器上必然会引起总线冲突。 为了解决总线冲突问题， 本系统采用了“读写总线隔离”技术，即在进行数据采集的时候把单片机与RAM 的地址线屏蔽，只把AD 采样的数据存储到 RAM 中，采集结束需要把数据传输到上位机时，把 A/D 转换器的数据线屏蔽掉， 同时把单片机的地址、 数据和读写控制总线打开， 这样就有效的避免了总线冲突的问题。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 22 页 - - - - - - - - -