互换采样板采取拥有2个10位8路A/D转换功能的ARM芯片实现电力参数的互换采样。互换采样板紧张功能是ARM将A/D转换后的数据根据运算公式经由打算，得到电压、电流、功率等电力参数，并根据这些数据完成防盗检测的功能。通过SPI总线将采集打算得到的电压、电流、功率、防盗报警等实时值传送给主板。采取基于ARM的互换采样方法进行数据采集可以达到较快的采样速率、较高的精确度和稳定性。
一、输入通道设计
（1）电压旗子暗记输入接口
采取2mA：2mA电压互感器
低级：I=300V/150KΩ=2mA
次级：Vo=500Ω2mA=1V
三回路电压旗子暗记输入共需三个这样的输入接口。
（2）电流旗子暗记输入接口
采取5A：5mA电流互感器，将电流旗子暗记转换为电压旗子暗记输出
Vo=5mA200Ω=1V
12回路电流旗子暗记输入共需12个这样的输入接口。
（3）正弦电压旗子暗记转换
电压、电流分别经由电压互感器、电流互感器变换后输出的都是幅值为1V的正弦电压旗子暗记。由于ARM芯片的丈量范围为0~3.3V，需将有正有负的正弦电压旗子暗记电平抬高，经由处理后的电压旗子暗记范围必须在0~+3.3V之内。
选用集成运放LM324实现旗子暗记转换。上图为运放LM324构成的同相输入加法电路来完成电压旗子暗记的转换。Up点电位由R4和R5分压得到，约为0.8V。
经由电平旗子暗记叠加得到：Vout=Vin+1.6 （V）
3路电压和12路电流输入共15路，须要15个运放，即共需4片LM324。
（4）ARM芯片选择及AD转换接口
ARM芯片选用飞利浦的LPC2134，片内拥有2个10位A/D转换器，丈量范围为0~3.3V，每个通道的转换韶光大于或即是2.44微秒。
ARM可通过命令掌握同时启动片内的两个A/D转换器，每个A/D转换器的8个引脚输入复用，即8选1通道切换。
3路电压、12电流旗子暗记输入与A/D转换输入连接按照上图进行配置。
二、电源设计
ARM系统是+3.3V供电，须要将电源板供应的+5V降为+3.3V，选用稳压管芯片SPX1117M3-3.3将+5V稳压至3.3V。
三、SPI总线接口
SPI总线用于互换采集板与主板之间的数据通信。旗子暗记线为SCL、MOSI、MISO。
四、I2C总线
主要的校准参数和数据须要存入外部存储器EEPROM，当系统掉电后可以从外部存储器将数据读出，避免主要数据丢失。选用带有看门狗的EEPROM芯片CAT1161。CAT1161带有I2C总线接口，ARM通过操作I2C总线进行读写CAT1161。
五、串行接口
串行接口用于对每路电流和电压进行校准。旗子暗记线为RxD、TxD。
六、电参量打算公式
电压有效值公式为
将电压有效值公式离散化，以一个周期内有限个采样电压数字量来代替一个周期内连续变革的电压函数值，则
式中：ΔTm为相邻两次采样的韶光间隔；um为第m-1个韶光间隔的电压采样瞬市价；N为1个周期的采样点数。
若相邻两采样的韶光间隔相等，即ΔTm为常数ΔT，考虑到N=(T/ΔT)+1，则有
式（1）便是根据一个周期各采样瞬市价及每周期采样点数打算电压旗子暗记有效值的公式。
同理，电流有效值打算公式如下：
打算一相有功功率的公式
离散化后为
式中：im、um为同一时候的电流、电压采样值。
功率因数可由下式求得：cosφ=P/UI=P/S
按照以上公式打算可得出电压、电流、功率、功率因数。
七、采集板紧张技能指标
互换仿照量输入接口a. 3回路电压旗子暗记：0-300VAC
b. 12路回路电流旗子暗记：低级电流互感器输入0-5A
互换仿照量采集精度：≤满量程的1 %即电压最大偏差：±3V，电流最大偏差：±0.05A；
