專利名稱：一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流電的相位差的數(shù)字化測量技術(shù)，也可以用于其它低頻率信號的相位差測量。
背景技術(shù)：
在日常生活、生產(chǎn)過程中常常需要測量交流電信號的相位差，測量的相位差越準(zhǔn)確，應(yīng)用的效果往往更好。在現(xiàn)有的相位差測量方法中，大多數(shù)采用將信號轉(zhuǎn)變成方波，然后測量兩個方波之間上升沿的時間差，從而得出兩個信號的相位差，但這種算法易于實(shí)現(xiàn)但需要額外的硬件，且容易受到干擾的影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中交流電信號的相位差測量精度不夠準(zhǔn)確，提出了一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案
一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，包括以下步驟
步驟1)，對被測電信號進(jìn)行采樣，得到被測電信號的采樣值，然后生成采樣信號；
步驟2)，在被測電信號的采樣信號中，當(dāng)被測電信號的周波過負(fù)峰值后未到達(dá)零點(diǎn)時選擇一個采樣點(diǎn)作為第一采樣點(diǎn)Pli,設(shè)該第一采樣點(diǎn)Pli的采樣時間為Tli,采樣值為 Sli ；
步驟3)，當(dāng)被測電信號的周波越過零點(diǎn)后未到達(dá)正峰值時，在該段采樣信號中選取連續(xù)的兩個采樣點(diǎn)，即第二采樣點(diǎn)P2i和第三采樣點(diǎn)P3i，設(shè)這兩個點(diǎn)的采樣時間分別是 T2jPT3i，采樣值分別為S2jPS3i，其中采樣值S2jPS3i需滿足| S2i | ( Sli ( S3J且S2i|<|S3i ；
步驟4)，將第一采樣點(diǎn)Pli采樣值的相反值所對應(yīng)的點(diǎn)作為虛擬采樣點(diǎn)P4”計(jì)算虛擬采樣點(diǎn)Pl的虛擬發(fā)生時間=T2 +(r3,H1/ + lS2i);
步驟5),計(jì)算過零點(diǎn)時間；=-、.、;
步驟6)，重復(fù)步驟2)至步驟5)得到若干個過零點(diǎn)時間Tzl，Tz2, Tz3. . . Tzi, Tzi+1, Tz i+2. . . Tzn，其中，i = 1、2、…η，η為正整數(shù)；則被測電信號的周期Tpi=Tzi+1_Tzi，因此獲得的信號的周期依次為Tpl，Τρ2，Τρ3，· · · Tprrl ；
步驟7)，對于兩個頻率相同的被測電信號，根據(jù)步驟I)至步驟6)分別得到兩個被測電信號的過零點(diǎn)時間；再根據(jù)兩個被測電信號的過零點(diǎn)時間的差異，以及兩個被測電信號的周期，計(jì)算得到兩個被測電信號之間的相位差。
進(jìn)一步的，本發(fā)明一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，步驟I)所述的采樣是等時間間隔采樣或不等時間間隔采樣。
進(jìn)一步的，本發(fā)明一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，步驟I)所述的采樣為對整周波進(jìn)行采樣。
進(jìn)一步的，本發(fā)明一 種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，所述步驟7)的具體步驟如下
設(shè)由步驟I)至步驟6)計(jì)算得到的第一路被測電信號的過零點(diǎn)時間為Tlzi、第二路被測電信號的過零點(diǎn)時間為T2zi，則兩路被測電信號的相位差的值以度數(shù)表示為
權(quán)利要求
1.一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1)，對被測電信號進(jìn)行采樣，得到被測電信號的采樣值，然后生成采樣信號；步驟2)，在被測電信號的采樣信號中，當(dāng)被測電信號的周波過負(fù)峰值后未到達(dá)零點(diǎn)時選擇一個采樣點(diǎn)作為第一采樣點(diǎn)Pii,設(shè)該第一采樣點(diǎn)Pii的采樣時間為Tli,采樣值為Sli ；步驟3)，當(dāng)被測電信號的周波越過零點(diǎn)后未到達(dá)正峰值時，在該段采樣信號中選取連續(xù)的兩個采樣點(diǎn)，即第二采樣點(diǎn)P2i和第三采樣點(diǎn)P3i;設(shè)這兩個點(diǎn)的采樣時間分別是T2i和T3i，采樣值分別為321和331，其中采樣值521和531需滿足| S2i | ( Sli ( S3j ； 步驟4)，將第一采樣點(diǎn)Pli采樣值的相反值所對應(yīng)的點(diǎn)作為虛擬采樣點(diǎn)P4”計(jì)算虛擬 采樣點(diǎn)Pl的虛擬發(fā)生時間
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，其特征在于步驟I)所述的采樣是等時間間隔采樣或不等時間間隔采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，其特征在于步驟I)所述的采樣為對整周波進(jìn)行采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，其特征在于所述步驟7)的具體步驟如下 設(shè)由步驟I)至步驟6)計(jì)算得到的第一路被測電信號的過零點(diǎn)時間為Tlzi、第二路被測電信號的過零點(diǎn)時間為T2zi，則兩路被測電信號的相位差的值以度數(shù)表示為
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，其特征在于在所述步驟3)中，當(dāng)選取的第一至第三采樣點(diǎn)的采樣值符合IsziI = IsiiI = IssiI條件時，采取以下兩種處理方案中的任意一種 a),重新選取第二采樣點(diǎn)P2i和第三采樣點(diǎn)P3i;使得第二采樣點(diǎn)的采樣值S2i和第三采樣點(diǎn)的采樣值S3i須滿足I S2,1 < I S3,1，然后繼續(xù)步驟4)至步驟7)； b)，在第二采樣點(diǎn)P2i與第三采樣點(diǎn)P3i的采樣時間區(qū)間[T2i，T3i]上任取一點(diǎn)作為虛擬采樣點(diǎn)Pl所對應(yīng)的虛擬采樣時間T4”然后繼續(xù)步驟5)至步驟7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，其特征在于在所述方案b)中，取第二采樣點(diǎn)P2i與第三采樣點(diǎn)P3i的采樣時間區(qū)間[T2i; T3J上的中點(diǎn)，計(jì)算虛擬采樣點(diǎn)Pl的虛擬發(fā)生時間Γ4,·
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流電的相位差的數(shù)字化測量方法，針對連續(xù)的數(shù)字采樣信號，在信號過負(fù)峰值之后依次選取采樣點(diǎn)P1、P2和P3。使P1采樣值的負(fù)值在區(qū)間[P2采樣值，P3采樣值]內(nèi)。通過插值法在P2和P3所組成的線段上求取一點(diǎn)P4，使得P4的數(shù)值等于P1采樣值的負(fù)值，并獲取P4點(diǎn)的虛擬發(fā)生時間。由P1的采樣發(fā)生時間和P4的虛擬發(fā)生時間計(jì)算電信號的零點(diǎn)，由一系列電信號的過零點(diǎn)計(jì)算電信號的周期。最后根據(jù)不同信號的過零點(diǎn)時間的差異和信號周期，計(jì)算獲取信號之間的相位差。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的過零點(diǎn)檢測抗干擾能力差的缺點(diǎn)，尤其適合于低頻信號的相位差測量；實(shí)現(xiàn)起來數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、有較廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G01R25/00GK102928666SQ201210262688
公開日2013年2月13日 申請日期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 申請人:南京郵電大學(xué)