第二章 电信号的数字化测量技术.ppt

1、第二章电信号的数字测量技术，常见电信号，例如电压、电流、功率等可用传统的电纠正器-计程仪指针式纠正器测量，但这些个纠正器一般对信号的频率和波形有限制(例如商用频率、正弦、基波)。 因此，如果信号不满足这些个条件，测量精度会降低，或完全无法测量。 因此，有必要研究通用电信号的数字化测量技术。由于采用2.1数字测量的必要性，电力网带有开关性负载，或负载由逆变器等开关电源供电，因此电压、电流的波形中含有大量的间谐波，其波形为非正弦波形。 以测定交流电流的有效值为例，通常的电流修正为磁电式、电动式、电磁式等。 这些个的度数均反映电流的平均值，没有反映电流波形的影响。 指针的刻度由正弦电流的有效值标定，

2、测量非正弦电流时产生误差。 表2-1的平均值相等的不同波形电流有效值的比较，对于非正弦波电压和电流，不仅需要知道其有效值，还需要知道其间谐波成分和正弦波形失真率，这是一般的电压和电流校正不能进行的测量塔斯克。 此外，还必须测量非正弦供电时的功率因数。 在这方面，采用基于单片微型计算机的数字化测量技术能够有效地解决该问题。 2.2电阻(电导)、电感量、电容的测量、1 .电阻测量原理、电桥法、R1、R2、R3是标准电阻，电桥平衡则是比例法，所以2 .电导测量原理，因此是3 . 定义：对于1周期t的交流电压u，其有效值由于各子区间的间隔相等，因此周期性的电压信号的离散采样、正弦波形失真率定义各间谐波

3、有效值平方和的开方与基波有效值之比，一般只要将间谐波次数修正到40次，就可以得到一盏茶的工序精度。 通常采用快速傅里叶变换(FFT )算法来缩短测量时间，提高修正计算速度。2.4频率、相位差和功率因数的测量、1 .频率测定、a .周期测量法(次低频测量，500HZ以下)、脉冲宽度、周期测量法的原理、在第1个上升沿启动计数器，在第2个上升沿停止计数器计数。 由于误差源：男同性恋误差：过零比较器的零位移，使得矩形脉冲的上升沿之间的时间间隔不等于被测量信号的周期t。 时间轴误差：作为时间节点脉冲使用的周期不正确或不稳定引起的误差。 一般单片微型计算机的结晶振动频率为MHz，该误差小于10-6s。 计

4、数误差：由于计数器的计数不稳定而产生的“1”误差。 b .对尺频率测定(射频波测量用)进行计数，直接对被测量信号进行整形后的矩形脉冲进行计数。 另外，该方法中也存在时间轴误差和“1”误差，时间轴误差是常数误差，与被测定频率无关，用任何方法都可以免不得。 “1”误差对于射频波信号，校正数校正预测法远小于周期校正预测法，c .混合校正预测法、校正数法与周期法组合使用，首先用校正数法进行校正预测，然后进行频率估计，如果是f500Hz则用周期法进行测量。2 .相位位移测量、相位位移测量原理、相位位移(电角度):从上图可知，与被测量信号的先行迟滞现象关系可以通过比较脉冲前后、后续边缘间的相对关系来判断。

5、 与的前端重叠后边缘不重叠的话，与的后边缘重叠，前端不重叠的话，更引导。 3 .功率因数测定在正弦波供电和非正弦波供电中，功率因数的意义不同，因此需要分别研究。 由于是正弦波供电、平均功率，不是正弦波供电，对于非正弦波供电的交流电路，无法根据电压和电流波形的失真，根据电压和电流的相位变化计算功率因数。非正弦电路的功率因数通常被定义为有功功率和无功功率分别等于各间谐波的有功功率与无功功率之和，即，表面功率、非正弦电路一般被定义为失真功率。 定义是等效功率因数。 这个时候有。 即，应该根据测定的p、u、I校正其等效功率因数值。 2.5瞬时和平均电能测量，1 .瞬时电能测量，定义：交流电路的瞬时功率

6、是电压和电流瞬时值之积，即离散化处理后，对于第m个采样点位()的瞬时功率，在校正瞬时功率时，需要乘以云同步时刻的电压和电流值。 在实际的微机测试系统中，可以采用以下三种不同的抽样方案。 a .为了在云同步上对电压和电流进行采样，在云同步上对电压和电流进行采样，需要在被测电压和电流信号上配置独立的采样电路。 三相电能测量至少需要4组A/D转换系统，成本高。 然后将采样和转换命令发布给云同步。 b .电压和电流在准云同步上采样，电压和电流当然可以在云同步上采样，但是成本太高，特别是高精度的高速A/D转换芯片很贵。 优点：不使用A/D，成本低。 缺点：采样速度降低2倍，每周采样点数减少，影响测试精度

7、。 b .电压和电流的时分采样，为了简化系统的一头地，可以使用对电压和电流进行时分采样的采样电路。 m为奇数时对电压u进行采样，m为双位数时对电流I进行采样，用内插值计算出各采样点时的瞬时功率。 当然，时分采样的测试精度低，需要将采样频率提高到一盏茶。 2 .平均电能测量，定义：平均功率是瞬时功率的一个周期内的平均值，即离散化处理后，其中，和是第m个采样点位的电压和电流的离散值，n是一个周期内的总采样点位数。 3 .模拟计程仪式电力变送器，由此可见，用微机直接测量交流电力的情况下，需要对电压和电流信号分别进行采样并相乘，对微机测试系统要求一盏茶有高采样速度和运算速度。 使用模拟计程仪式功率振荡器，首先完成电压与电流信号的乘积运算，将功率转换为一个电压信号，然后传输到微机进行测量，可以降低对采样速度的要求，省去