Ymchwil Prawf Gwella Mesurydd Smart un cam

 

 

Fel seilwaith y System Casglu Gwybodaeth Grid Smart, mae gan fesuryddion craff un cam nodweddion darparu gwasanaethau amserol ac effeithiol i breswylwyr. Os yw dibynadwyedd mesuryddion craff yn wael, bydd nid yn unig yn effeithio'n ddifrifol ar weithrediad y grid craff, gan achosi costau amnewid mesuryddion enfawr, ond gall hefyd achosi anghydfodau trydan yn hawdd. Felly, mae'n hanfodol gwerthuso a gwella dibynadwyedd mesuryddion craff un cam ar gyfer y system grid smart gyfan. Er mwyn astudio dibynadwyedd mesuryddion craff un cam, gwnaethom ddewis y dull profi bywyd carlam (ALT), sy'n ddull effeithiol, effeithlon a ddefnyddir yn helaeth ar gyfer asesu bywyd ac ymchwil dibynadwyedd cynhyrchion uwch-dechnoleg. Fodd bynnag, cyn profi, rhaid inni bennu ystod ddiogelwch y prawf bywyd carlam (ALT) a dull methiant mwyaf tebygol y mesurydd craff o dan straen synthetig.

 

Mae mesurydd craff un cam yn gynnyrch uwch-dechnoleg gyda nodweddion dibynadwyedd uchel a bywyd gwasanaeth hir. Mae'n anghyfleus ac yn cymryd llawer o amser i gynnal prawf gwerthuso dibynadwyedd o dan amodau gwaith arferol. Mewn cyferbyniad, mae prawf gwella dibynadwyedd, fel prawf ysgogi straen amgylcheddol, wedi cael ei astudio'n eang gan ysgolheigion gartref a thramor ers diwedd yr 20fed ganrif. Mae nifer fawr o ganlyniadau arbrofol yn dangos y gall RET ddatgelu dull methiant y cynnyrch yn gyflym, pennu terfyn gweithio a therfyn difrod y cynnyrch i bob pwrpas, ac yna darparu ystod ddiogelwch ar gyfer y prawf bywyd cyflymach diweddarach yn ôl y terfyn gweithio. Y dyddiau hyn, mae enghreifftiau RET dirifedi wedi cael eu hehangu'n llwyddiannus i feysydd cyfathrebu, ynni, meddygol, electroneg, offeryniaeth, ac ati, gan wella dibynadwyedd cynhyrchion, byrhau'r cylch dylunio a chynhyrchu, a chyflawni buddion economaidd sylweddol. Fodd bynnag, nid oes system gyflawn ar gyfer dadansoddiad cynhwysfawr o ddibynadwyedd mesuryddion craff. Mae Zhejiang Reallin Electron Co., Ltd yn archwilio'r dull RET o fetrau craff un cam, gyda'r nod o archwilio'r modd methu a'r terfyn cynnyrch o dan weithred straen cynhwysfawr. Mae hwn yn ymgais fuddiol i RET ar gyfer mesuryddion craff un cam, sy'n darparu sylfaen wyddonol ar gyfer ymchwil ddiweddarach a gwella dibynadwyedd cynhyrchion mesurydd craff yn y diwydiant.

 

Prawf straen amgylcheddol yw Prawf Gwella Dibynadwyedd (RET) sy'n seiliedig ar theori ffiseg methiant a chymryd dull methiant y cynnyrch fel y gwrthrych ymchwil. Mae'r prawf yn canfod diffygion posibl yn gyflym trwy gynyddu'r straen amgylcheddol sengl neu gyfun yn raddol sy'n llawer mwy anffafriol na'r cyflwr straen arferol, a thrwy hynny fyrhau amser y prawf a chynyddu effeithlonrwydd. Ei brif bwrpas yw pennu'r cysylltiadau gwan a'r dulliau methu o dan y straen cyfun, ac archwilio terfyn gweithredu a therfyn methiant y cynnyrch.

 

Ffigur 1 Diagram strwythurol o fesurydd craff un cam

 

Yn seiliedig ar ganlyniadau dadansoddi data hanesyddol a dull methu a dadansoddiad effeithiau (FMEA), gwelsom fod straen tymheredd yn hawdd effeithio ar swyddogaeth y mesurydd craff un cam hwn gan straen tymheredd yn yr amgylchedd gwaith naturiol. Gall tymheredd anaddas achosi amrywiaeth o fethiannau, megis gwallau mesur, methiant golau dangosydd, arddangos annormaledd, ac ymyrraeth cyfathrebu.

 

Canfu'r astudiaeth mai'r uned fesuryddion, arddangosfa LCD, a 485 modiwl cyfathrebu yw'r prif gysylltiadau gwan. Mae tymheredd isel yn effeithio'n bennaf ar yr arddangosfa LCD, tra bod tymheredd uchel yn cael mwy o effaith ar y cyfan, yn enwedig y cydrannau electronig, a allai achosi newidiadau corfforol a difrod cronnus.

 

I grynhoi, nodir tymheredd uchel fel ffactor straen allweddol sy'n effeithio ar ddibynadwyedd y mesurydd. Yn seiliedig ar y canfyddiadau hyn, gwnaethom ddewis mesurydd ynni craff un cam ar gyfer prawf gwella dibynadwyedd tymheredd uchel (RET) i astudio ymhellach effaith tymheredd ar berfformiad y mesurydd a darparu sylfaen wyddonol ar gyfer gwella ei ddibynadwyedd.

 

2.2 ret tymheredd uchel o fesurydd craff un cam

 

Mae'r RET ar y mesurydd craff un cam yn cael prawf tymheredd cam, sy'n cymhwyso straen cam tymheredd uchel yn barhaus i'r offeryn prawf. Ni fydd y prawf yn dod i ben nes bydd y lefel straen yn cyrraedd y terfyn difrod neu derfyn uchaf yr offeryn prawf. Yn ystod y prawf, mae paramedrau perfformiad allweddol y mesurydd craff yn cael eu monitro mewn amser real, a chofnodir ei fodd methu. Yna, trwy'r dadansoddiad o ddata'r prawf, pennir ei derfyn gweithio a'i derfyn difrod ar dymheredd uchel.

 

Categori Paramedr	Enw paramedr	Gwerth paramedr	Ddisgrifiad
Nodweddion trydanol	Foltedd	220V	Foltedd gweithio safonol
	Manyleb gyfredol	5(60)A	Cyfredol Sylfaenol 5A, Uchafswm 60A
	Lefel cywirdeb	Lefel 1	Yn addas ar gyfer mesur pŵer gweithredol
	Ystod amledd	(50 ± 2.5) Hz	Yn berthnasol i grid pŵer safonol
	Defnydd pŵer quiescent	<1.5W,10VA	Dyluniad defnydd pŵer isel
Gallu i addasu amgylcheddol	Tymheredd Gweithredol	-25 gradd ~ 60 gradd -40 gradd gradd ~ gradd 70 gradd	Ystod tymheredd y fanyleb
	Lleithder cymharol	<95%	Tymheredd gweithredu eithafol
Dibynadwyedd	Mttf	Yn fwy na neu'n hafal i 10 mlynedd	Amser cymedrig rhwng methiannau

 

2.2.1 Trosolwg o ret cam tymheredd uchel

 

This study only considers the influence of high temperature, and adopts the following scheme: except for the temperature parameters, other parameters are set according to the technical parameter values ​​​​shown in Table 1. The normal temperature range of the smart meter is -25 degree ~+60 degree , and the working limit range is -40 degree ~+70 degree , so 70 degree is selected fel y tymheredd cychwynnol S1.

 

O ystyried bod terfyn gweithio argymelledig y sglodyn y tu mewn i'r mesurydd fel arfer rhwng 80 gradd ~ 85 gradd, mae'r cam tymheredd wedi'i osod yn unffurf i 5 gradd, ac mae'r gyfradd newid tymheredd yn cael ei rheoli o dan 2.5 gradd /min. Er mwyn arsylwi dylanwad tymheredd ar y mesurydd yn llawn, cynhelir pob lefel tymheredd am 30 munud.

 

Mae Ffigur 3 yn dangos proses y prawf RET tymheredd uchel cam. Yn ystod y prawf, mae'r tymheredd yn cynyddu'n barhaus nes bod yr holl ddarnau prawf yn methu ar lefel tymheredd benodol (t +1, rwy'n fwy na neu'n hafal i 1). Yna mae'r tymheredd yn cael ei ostwng i'r lefel flaenorol (TI). Os gall yr holl ddarnau prawf weithio fel arfer ar lefel Ti, pennir ti +1 fel tymheredd y terfyn gweithio. Ar ôl pennu'r terfyn gweithio, parhewch i brofi i archwilio'r terfyn difrod. Y dull yw cynnal profion manylach yn yr ystod tymheredd ger y terfyn gweithio. Er enghraifft, os na all y darn prawf ailddechrau gweithrediad arferol ar ôl aros ar dymheredd TJ am 30 munud, yna gellir nodi TJ fel tymheredd y terfyn difrod. Os gall y darn prawf ailddechrau gweithrediad arferol, parhewch i gynyddu'r prawf tymheredd nes cyrraedd terfyn tymheredd uchaf yr offer prawf.

 

 

Gall y dull hwn bennu terfyn gweithio a therfyn difrod mesuryddion craff yn gywir, gan ddarparu data allweddol ar gyfer gwerthuso eu dibynadwyedd tymheredd uchel.

 

2.2.2 Eitemau Prawf

 

Yn seiliedig ar yr offeryn prawf a chynhwysedd siambr prawf, dewiswyd 16 metr craff un cam fel samplau i'w profi. Mae'r RET hwn yn cynnwys tri cham: Yn gyntaf, cynhelir prawf gwerthuso perfformiad cyffredinol cyn RET i sicrhau bod yr holl ddarnau prawf yn gymwys. Yn ail, defnyddir yr eitemau monitro ar-lein a ddefnyddir yn ystod RET i archwilio tueddiadau newidiol y cysylltiadau gwan o fetrau craff un cam. Yn olaf, ar ôl RET, cynhelir prawf gwerthuso perfformiad cynhwysfawr ar dymheredd yr ystafell, a chofnodir data'r prawf mewn amser real. Dangosir eitemau prawf pob cam yn Ffigur 4.

3. Dadansoddiad o ganlyniadau profion

(1) Newid gwall mesur: 23 gradd: 0. 151% (gwerth gwall uchaf, meincnod), 7 0 Gradd: 0.701% (gwerth gwall uchaf, cynnydd sylweddol), 95 gradd: 1.150% (gwerth gwall uchaf, cynnydd parhaus), 120 gradd: dim signal (dim signal (methiant cyflawn).

(2) Perfformiad Arddangos LCD: 90 Gradd: Ychydig yn pylu, 95 Gradd: Ni ellir arddangos nodau, 100 Gradd: Sgrin Ddu.
(3) 485 Cyfathrebu: 85 Gradd: Methiant Cyntaf, 110 Gradd: Y mwyafrif o fethiannau, 120 Gradd: Methiant cyflawn.
(4) Pwyntiau Tymheredd Critigol: 95 Gradd: Tymheredd Terfyn Gweithredol (Methiant ar raddfa fawr LCD), 120 Gradd: Tymheredd Methiant Swyddogaethol Cynhwysfawr, 150 Gradd: Amcangyfrif o dymheredd terfyn difrod.
(5) Y Broses Fethu: 70 Gradd ~ 85 Gradd: Dechreuodd samplau unigol fethu, 95 gradd: Cynyddodd nifer y methiannau yn sylweddol, 120 gradd: Methodd yr holl samplau yn llwyr.
(6) gallu adfer: Pan fydd y tymheredd yn gostwng i 90 gradd, mae'r mwyafrif o swyddogaethau'n cael eu hadfer; Pan fydd y tymheredd yn gostwng i dymheredd yr ystafell, mae'r mwyafrif o samplau'n dychwelyd i normal.

 

Yn ôl theori dibynadwyedd y system, gellir ystyried y mesurydd craff un cam fel system gyfres sy'n cynnwys modiwlau uned lluosog. Gall unrhyw fethiant uned beri i'r system gyfan fethu. Yn seiliedig ar yr "effaith bathtub", yr uned sy'n methu gyntaf yn ystod y Prawf Gwella Dibynadwyedd (RET) yw'r rhan wannaf o'r system. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos mai'r uned arddangos LCD yw'r gydran sydd fwyaf agored i dymheredd yn y mesurydd craff un cam.

 

Yn seiliedig ar y ffenomen y mae'r arddangosfa grisial hylif LCD yn diflannu ar 95 gradd a gellir nodi bod yr holl fetrau a brofwyd yn cael ei fethu ar y tymheredd hwn, gallwn amcangyfrif 95 gradd fel terfyn tymheredd gweithredol y mesurydd craff un cam. Er bod y swyddogaeth monitro ar -lein yn methu yn llwyr ar 120C, mae'r rhan fwyaf o'r darnau prawf wedi gwella pan fydd y tymheredd yn gostwng i 90 gradd. Terfynwyd y RET hwn ar 150 gradd (terfyn uchaf y siambr prawf gwres llaith eiledol tymheredd uchel ac isel). Ar ôl gollwng i dymheredd yr ystafell, pasiodd y rhan fwyaf o'r mesuryddion y prawf perfformiad cynhwysfawr ac ailddechrau gweithrediad arferol. Gellir casglu y dylai tymheredd terfyn difrod y mesurydd craff fod yn uwch na 150 gradd.

 

Mae'r canlyniadau'n dangos bod terfyn gweithio sampl y prawf 25k yn uwch na'r terfyn dylunio, ac mae ymyl fawr rhwng y terfyn difrod a'r terfyn gweithio. Mae hyn yn dangos bod gan y mesurydd craff un cam a ddefnyddir yn y RET hwn ddibynadwyedd uchel ac y gall gynnal gweithrediad sefydlog mewn amgylcheddau garw.

 

4 Casgliad

 

Yn seiliedig ar egwyddor RET a nodweddion mesuryddion craff un cam, dyluniwyd a chynhaliwyd prawf gwella dibynadwyedd tymheredd uchel. Gwiriodd y prawf ganlyniadau dadansoddi data hanesyddol a FMEA, a chredai mai cysylltiadau gwan y mesurydd oedd yr uned fesuryddion, uned arddangos LCD ac uned gyfathrebu 485, yr oedd yr arddangosfa LCD yn y gwannaf yn eu plith; Mesurwyd y modd methu o dan dymheredd uchel yn wall allan o oddefgarwch, methiant arddangos LCD a 485 o fethiant cyfathrebu; Penderfynwyd bod y terfyn gweithio tymheredd uchel yn 95 gradd, ac roedd y terfyn difrod yn uwch na 150 gradd. Roedd gweithrediad llwyddiannus y RET hwn nid yn unig yn gwirio ymarferoldeb y cynllun prawf, ond hefyd yn darparu sylfaen ar gyfer dewis paramedr a phenderfyniad amrediad diogelwch y prawf bywyd cyflymach dilynol. Ar yr un pryd, gosododd y sylfaen ar gyfer ymchwil bellach ar brofion gwella dibynadwyedd mesuryddion craff