一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，采用數(shù)字積分并插值的方式處理連續(xù)的數(shù)字采樣信號(hào)，利用積分開始點(diǎn)P1點(diǎn)和根據(jù)差值的方式獲取的積分結(jié)束點(diǎn)k的虛擬發(fā)生時(shí)間計(jì)算電信號(hào)的零點(diǎn)，由一系列電信號(hào)的過零點(diǎn)計(jì)算電信號(hào)的頻率或周期，最后根據(jù)前一個(gè)時(shí)段交流電信號(hào)的過零點(diǎn)的時(shí)間、預(yù)測(cè)的當(dāng)前周波的周期以及當(dāng)前時(shí)間，計(jì)算得出當(dāng)前的瞬時(shí)相位。本發(fā)明尤其適合于交流電的瞬時(shí)相位測(cè)量，系統(tǒng)檢測(cè)方便，硬件開銷??；同時(shí)實(shí)現(xiàn)起來簡(jiǎn)單合理，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠；在測(cè)量的精度、抗干擾性等方面得到很大的提高。
【專利說明】一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，也適用于低頻率信號(hào)的瞬時(shí)相位測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活、生產(chǎn)過程中常常需要測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位，測(cè)量的瞬時(shí)相位越準(zhǔn)確，應(yīng)用的效果往往更好。在現(xiàn)有的瞬時(shí)相位測(cè)量方法中，大多數(shù)采用傳統(tǒng)的零交法測(cè)量某一路信號(hào)的瞬時(shí)相位，這種算法易于實(shí)現(xiàn)，但是容易受到干擾的影響，使得測(cè)量的精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中交流電的瞬時(shí)相位測(cè)量精度不夠準(zhǔn)確，提出了一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，相比較傳統(tǒng)的零交法而言，在測(cè)量的精度、抗干擾性等發(fā)明得到很大的提高。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1)，對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行采樣，得到被測(cè)電信號(hào)的采樣值，然后生成采樣信號(hào)；
[0007]步驟2)，在被測(cè)電信號(hào)的采樣信號(hào)中，當(dāng)被測(cè)電信號(hào)在一個(gè)周波內(nèi)越過負(fù)峰值后選擇m個(gè)在采樣時(shí)間上按次序排放的采樣點(diǎn)，設(shè)這m個(gè)采樣點(diǎn)的采樣時(shí)間分別為t1、t2、...ti、ti+1、...tm,采樣值分別為 x1、x2、...xi、xi+1...Xm,其中 i、m 均為自然數(shù)且 1≤i〈m ;
[0008]步驟3)，令Si為從第1采樣點(diǎn)(X1.t1)到第i采樣點(diǎn)(Xi,ti)的數(shù)字積分，則Si+1為從第1采樣點(diǎn)(Xl，t1)到第i+1采樣點(diǎn)(xi+1，ti+1)的數(shù)字積分；當(dāng)Si和Si+1的乘積小于等于0時(shí)，在第i個(gè)采樣點(diǎn)和第i+1個(gè)采樣點(diǎn)之間通過插值的方式獲取一個(gè)數(shù)字積分結(jié)束點(diǎn)k，使得從第1采樣點(diǎn)(X1,t1)到積分結(jié)束點(diǎn)(xk，tk)的數(shù)字積分為零，計(jì)算得出積分結(jié)束點(diǎn)k的虛擬發(fā)生時(shí)間tk ；
[0009]步驟4),計(jì)算過零點(diǎn)時(shí)間:
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1)，對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行采樣，得到被測(cè)電信號(hào)的采樣值，然后生成采樣信號(hào)； 步驟2)，在被測(cè)電信號(hào)的采樣信號(hào)中，當(dāng)被測(cè)電信號(hào)在一個(gè)周波內(nèi)越過負(fù)峰值后選擇m個(gè)在采樣時(shí)間上按次序排放的采樣點(diǎn)，設(shè)這m個(gè)采樣點(diǎn)的采樣時(shí)間分別為t2、...ti+1、...tm,采樣值分別為x1、x2、...x1、xi+1...Xm,其中1、m均為自然數(shù)且I≤i〈m ; 步驟3)，令Si為從第I采樣點(diǎn)(Xpt1)到第i采樣點(diǎn)(Xpti)的數(shù)字積分，則Si+1為從第I采樣點(diǎn)(X1, tj)到第i+1采樣點(diǎn)(xi+1, ti+1)的數(shù)字積分；當(dāng)Si和Si+1的乘積小于等于O時(shí)，在第i個(gè)采樣點(diǎn)和第i+1個(gè)采樣點(diǎn)之間通過插值的方式獲取一個(gè)數(shù)字積分結(jié)束點(diǎn)k，使得從第I采樣點(diǎn)U1, t:)到積分結(jié)束點(diǎn)(xk，tk)的數(shù)字積分為零，計(jì)算得出積分結(jié)束點(diǎn)k的虛擬發(fā)生時(shí)間tk ； 步驟4)，計(jì)算過零點(diǎn)時(shí)間:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:步驟I)所述對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行采樣是等時(shí)間間隔采樣或者是不等時(shí)間間隔采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:步驟I)所述的采樣為對(duì)被測(cè)電信號(hào)的整周波進(jìn)行采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:所述第I采樣點(diǎn)的選取方案為:當(dāng)被測(cè)電信號(hào)的周波過負(fù)峰值后未到達(dá)零點(diǎn)時(shí)選擇一個(gè)采樣點(diǎn)作為第I采樣點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:所述步驟6)的具體步驟如下: 設(shè)由步驟5)計(jì)算得到的被測(cè)電信號(hào)前幾個(gè)周波的周期依次為Tp(b—3)，Tp(b—2)，Tp(b-1)，Tpb ；則預(yù)測(cè)的當(dāng)前周波的周期為 Jp=K1XTpl^K2XTpflrfhK3XTpflrfAK4XTpflrf);其中，K1, K2, K3, K4為任意常數(shù)，但須滿足條件!^+!^+!^+!^=。b為大于3的正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:所述步驟7)的具體步驟如下:設(shè)被測(cè)電信號(hào)的前一個(gè)時(shí)段過零點(diǎn)的時(shí)間為Tz，當(dāng)前時(shí)間為T。，由步驟6)預(yù)測(cè)得到的被測(cè)電信號(hào)當(dāng)前周波的周期為Tp，則被測(cè)電信號(hào)當(dāng)前的瞬時(shí)相位以度數(shù)值表示為；
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種數(shù)字化測(cè)量交流電的瞬時(shí)相位的方法，其特征在于:所述數(shù)字積分方式包括:梯形積分或者矩形積分；所述插值方式包括:矩形插值或者梯形插值。
【文檔編號(hào)】G01R25/00GK103575990SQ201210261607
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】戴爾晗 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)