《小尺寸、低重量、低功率和成本（SWaP-C）的相位校准器模块》2022最新53页技术报告（含代码），美国陆军研究实验室

低成本的物联网（IoT）分布式电力监测可以对电网的稳定性、可靠性和复原力产生有利影响。然而，随着物联网设备的发展速度，需要一个外部的物理校准设备，以确保性能在更新期间不受不利影响。本报告介绍了一种小尺寸、低重量、低功率和成本（SWaP-C）的校准设备，可用于生成一系列测试波形，并确保电压和电流感应电能表的正常运行。该校准装置足够小，可用于现场测试和现场调试的便携式。此外，该校准器既能取电，又能通过USB进行串行通信，允许被测物联网设备托管它，并根据需要循环使用校准波形。

这些校准序列包括测试电力系统波形的：

• 基波和谐波。
• 振幅。
• 非标定频率。
• 总谐波失真，以及
• 分相和三相虚拟负载。

该装置是围绕着一个低成本的基于ATmega32u4微控制器的开发板建立的，它在数字输出引脚上产生一个脉冲宽度调制波形。这个数字输出可以被低通滤波（LPFed）或直接传递给美国陆军作战能力发展司令部（DEVCOM）陆军研究实验室（ARL）自主实时电场和磁场综合传感器（ARTEMIS）单元，板载滤波将低通测试信号。测试音是用查找表（LUTs）产生的，它提供了一个容易实现的波形，但不能产生一个任意的音。本系统包括的波形是针对60-Hz电力系统的，但也可以扩展到其他电网频率。

一般来说，这些功能和它们所描述的测试用例由以下内容给出：

• 功能0 - 创建测试音。
  • 校准频率和振幅以生成LUT
• 功能1--恒定振幅，模式改变频率。
  • 测试产生的是均方根值
  • 测试响应对频率是平坦的
  • 测试是否有通道变化
• 功能2 - 测试振幅。
  • 测试解调信号的线性度
• 功能3--测试频率。
  • 测试非标准频率的性能
• 功能4 - 测试总谐波失真基数（THDF）。
  • 测试THDF是由偶数谐波计算出来的。
  • 测试THDF是用奇数谐波计算的
  • 测试使用偶数和奇数谐波正确计算THDF。