周期电气信号测量中软件同步采样方法的研究

软件同步采样是周期电气信号微机测量中最常用的采样方式,但它采样的同步精度和时间间隔均匀程度都不够高,影响测量精度.通过对软件同步采样实现过程的分析,找出了影响采样同步和导致采样间隔不均匀的主要原因,并提出了三个相应的解决方法.方法一是在采样过程中动态调整采样时间间隔,使实际采样时刻最大限度地逼近理想均匀同步采样时刻;方法二是在采样后用线性插值方法修正采样值,使实际采样序列逼近理想的均匀同步采样序列;方法三是实时跟踪测量信号周期和校正采样周期.三种方法均具有计算量小,易于实现,实用有效的特点.对电功率和谐波测量的仿真分析结果,证实了所提方法对提高微机测量精度的有效性.     

交流采样同步方法的分析与改进

在周期电气信号的微机测量中普遍采用等间隔同步交流采样。采样时间间隔不均匀或采样周期与信号周期不同步，均会导致测量误差。该文对目前常用的硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种交流采样方式的同步方法进行分析，针对其同步误差的产生原因，提出了相应的消除或减小同步误差的改进方法。这些方法实现简单，应用范围广，给计算机增加的工作量小，能显著提高测量精度。对谐波测量的仿真结果和科研实践证实了这些方法的可行性和有效性。它们对交流电参量微机测量装置的软、硬件设计，具有指导和参考价值。     

电参量测量中准同步采样算法分析及精度提高方法

为了进一步减小同步采样中产生的误差,提出了准同步采样方法,其采样周期不要求与信号周期严格同步,实际是等间隔采样和周期迭代过程,从而获得了接近“理想同步采样”的测量准确度。介绍了准同步采样方法的基本思想,对该方法进行了分析,并给出了进一步提高测量精准度的方法。经实验验证,准同步采样算法可以显著提高计算精度,并可以应用于其它信号特征的采样数字测量中。     

基于时域多周期同步和频域代数运算的谐波检测法

提出了一种电网谐波数字测量新方法,时域多周期同步采样的频域代数运算法,给出该方法实现的具体硬件配置。该方法主要包括时域多周期硬件同步采样和频域叠加运算2个关键环节。多周期同步采样用100 MHz高频脉冲对电网频率进行实时测量跟踪,保证10个周波采样同步偏差小于0.03%;进而对采样信号的矩形窗频谱进行简单的代数运算,可达到加Hanning窗的精度。仿真实验表明,新方法可在每10个周波实现电网谐波的高精度测量,精度满足国标A级标准。     

非正弦波交流电参量实时测量系统的研究

研究了非正弦波交流电信号的采样测量方法,分析了同步误差的两个主要来源.采用同步误差补偿法,并结合三点法,实时跟踪信号频率变化并调整采样周期,较好地解决频率变化时采样不同步以及测量精度下降的问题;采用步进采样法来扩宽测量信号的频率范围;讨论了无外部采样保持器时的采样时序.设计了以16位超低功耗单片机MSP430F449为微处理器的硬件系统.实验结果证明本设计能有效提高软件同步采样测量精度.     

同步误差对非正弦周期电信号测量精度的影响

讨论了同步误差存在时,非正弦周期信号同步采样测量误差的计算方法,推导了电压相对误差的表达式,并进行计算机仿真,利用此方法可以分析采样点数、采样初始角以及同步误差对测量精度的影响,其结果有实用价值.     

两种改进的软件同步采样实现方法的分析

阐述了两种通过软件同步采样提高周期信号分析精度的算法。通过仿真计算和比较,对其误差进行了定量分析,为交流电参量测量选择提供了依据。     

电力参数微机测量中采样周期的优化校正方法

在电力参数微机高精度测量中，同步误差是导致测量误差的主要因素之一，而采样周期校正是减小同步误差的重要手段。文中对交流采样时采样周期的校正方法进行研究，提出了采样周期优化取值、分段调整和动态调整等优化校正方法。这些方法易于实现，实用性强，与传统方法相比，能更有效地减小同步误差，提高测量精度。仿真研究和科研实践均证实了其可行性和有效性。     

交流电信号有效值高精度测量算法研究

在交流电信号的测量设备中,大部分采用同步交流采样技术,它是提高交流采样性能的关键技术。针对现有减少同步误差方法的局限性,分析了采样周期与信号周期不同步以及采样时间间隔不均匀测量误差的问题,采用了累加单元减小量化误差,并结合"三点法",实时跟踪信号频率变化并调整采样周期。研究了使用梯形法计算交流信号有效值时的误差大小以及表达式,采用了改进的参数算法。仿真实验结果表明该算法能有效提高同步采样法测量有效值的精度。     

基于DSP的同步交流采样技术

简要介绍了电网信号交流采样的分类,重点分析了采用软件实现同步交流采样的工作原理和误差来源,并结合DSP技术给出一种基于TMS320F24X芯片的软件同步采样处理系统的实现方案,给出了软件设计流程。同时讨论了减少误差及在电网有畸变情况下保持同步的方法。在测量电网信号的有效值、功率、高次谐波以及故障录波等方面使用该技术,可保证检测精度时同时减少硬件的复杂度。     

一种快速高精度的交流采样同步优化算法

分析了软件常规同步采样算法的误差原因并提出了一种交流采样同步优化算法。该算法在每个采样周期内 ,动态调整采样间隔。仿真实验发现了算法中采样间隔的补差规律 ,利用它能减小微处理器的运算量 ,加快系统运行速度。该算法用于GEA 2 0 0 0ARTU产品的结果表明 ,它能有效减小同步误差、提高测量精度及减少运算量 ,增强系统采样的实时性。     

电网信号测量中非同步采样误差的分析与处理

在电网信号实时测量分析中 ,信号频率往往是在变化的 ,很难实现严格的同步采样 ,从而带来了非同步采样误差 ,文章从时域和频域两个角度分析了非同步误差产生的原因 ,建立了误差模型 ,并且从软、硬两个方面综合分析了各种预防、补偿措施的优缺点 ,可以从实时性、精度等不同的角度实现非同步测量误差的最小化 ,提高了信号处理的精确度和测量参数的可信度     

自适应技术在电网功率测量中的应用

针对电力系统中对功率量测量的特殊要求,分析了功率误差产生的原因,提出在同步采样的基础上采用自适应技术提高功率的测量精度,同时利用软件自学习补偿算法,自动补偿测量通道产生的幅值衰减对测量精度的影响,实践证明该方法在实际计量应用中效果明显,精度显著提高。     

自适应技术在电网功率测量中的应用

针对电力系统中对功率量测量的特殊要求,分析了功率误差产生的原因,提出在同步采样的基础上采用自适应技术提高功率的测量精度,同时利用软件自学习补偿算法,自动补偿测量通道产生的幅值衰减对测量精度的影响,实践证明该方法在实际计量应用中效果明显,精度显著提高.     

基于同步采样方法的电导率测量系统设计

提出了基于同步采样方法的电导率测量系统的设计方案.系统采用双极性方波作为测量电导率的激励信号,并且实现了其幅度和频率均可调.数据采样采用同步采样方法,将待测电压和电流的峰峰值幅度转化为直流量,不仅提升了测量精度,同时简化了单片机内ADC对信号的处理.实验数据既可以通过液晶屏显示,也可在LabVIEW搭建的平台中显示和存储.利用本系统进行电导率测量实验,实验表明,当激励信号振幅较大时,测量误差超过可控范围,而较小的振幅有助于提升系统测量的准确性.     

基于IEC标准和全相位谱分析的谐波间谐波检测方法

IEC 61000-4-7:2002标准推荐的谐波间谐波测量新方法在同步采样下对非平稳信号具有良好的测量精度,但在非同步采样下测量精度较差,在各次谐波和间谐波相对相位变化下测量值会不同。为提高IEC新方法测量精度并保持测量值恒定,提出基于IEC新方法与全相位谱分析相结合的改进方法。该方法利用全相位谱分析具有优良的抑制频谱泄漏和相位不变性特点,实现在非同步采样下对多种典型非平稳信号谐波间谐波的精确测量,并与IEC新方法和传统加二阶余弦窗IEC新方法对比。仿真结果表明,所提出的改进方法非常适用于在非同步采样下谐波间谐波测量,即使各次谐波和间谐波相对相位出现变化,测量值仍然具有较高的精度并能保持恒定。     

基于采样频率自适应的高精度谐波分析软件算法

采样不同步产生的同步误差是造成频谱泄漏和影响谐波分析准确性、检测精度的重要原因。本文提出一种基于采样频率自适应技术的软件算法,通过采样数据计算得到信号较为准确的实际频率,并根据实际频率动态调整采样的时间间隔,实现采样频率的自适应,从而减少同步误差,降低频谱泄漏的影响。该软件算法实现简单,精度较高,对于频率变化较缓慢的电力信号能够明显地提高测量精度。仿真结果验证了算法的特性,给电力系统高精度谐波分析提供了一种有效的方法。     

适用于非同步采样的相位差准确测量方法

提出了一种基于相关原理的电信号相位差准确测量方法,在同步采样条件下,对电压、电流信号作归一化处理后得到的2信号的互相关函数在初始时刻的值直接反映了它们之间的相位差。电信号频率发生波动时,同步采样变成非同步采样,根据相关函数的原理式进行推导得到改进的相位差测量算法。并对其在实际测量中的主要不确定源进行了分析,定量地给出它们对改进算法测量质量的影响程度。该方法可同时测量出相位差和信号的频率,具有较高的准确度, 适用于同步采样和非同步采样两种情况。实验及仿真结果均验证了该方法的有效性。