[發明專利]一種交流電能測量的方法

無效

• 申請號: 201210119649.6
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102721861A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 楊立宏
• 申請（專利權）人: 中山火炬職業技術學院
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133
• 代理公司: 廣東中億律師事務所 44277
• 代理人: 杜海江

技術領域

本發明涉及一種交流電能測量的方法。?

背景技術

目前，很多設備上都使用開關電源，但是交流輸入電源經二極管整流和電容濾波后，雖然電壓仍為正弦波，但非線性負載使得輸入電流波形畸變，輸入電流呈脈沖波形，尖峰電流中含有基波和相當多的高次諧波分量，現有的電功率測量儀表多數是針對工頻50Hz的正弦波的，是對正弦信號下電流、電壓進行測量的，而測量含有高次諧波的非正弦電路則誤差較大。電路理論中定義的平均功率P＝UIcosθ已不能正確地表達電路負載實際消耗的功率。?

在非正弦波情況下，如何測量有功功率和電能等是一個非常實際的問題，也是一個基礎問題。目前功率測量的方法主要有時分割乘法器方法和微處理器的數字測量方法。?

時分割乘法器，要求乘法器的振蕩頻率遠高于信號的最高次諧波頻率，振蕩一周的時間T很短，可以看做Δt，在Δt時間內，U和I的變化在工程上可以忽略不計，可以看做是常量，這樣就可以累加后測出功率。但這種方式要求乘法器的振蕩頻率比較高，操作起來比較復雜。?

微處理器的數字測量方法采樣電壓和電流，變為數字量后相乘累?加得到最后總功率，但是通常對電壓和電流使用同樣的采樣頻率，造成尖峰電流的采樣點不夠精細，從而測得的功率精度不夠高。?

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種可實現高精度測量交流電能輸入功率的測量方法。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種交流電能測量的方法，它是以電流采樣單元、電壓采樣單元和單片機為硬件核心，對電流采用等效采樣技術實現的軟件測量方法，所述電流、電壓采樣方法和軟件計算方法為：假設全波整流后電壓波形的周期為T，在第一個周期T內對電壓和電流采用同樣的采樣頻率f_s進行采樣，采樣點數為N1，在之后的N2-1個周期T之內，只對電流進行采樣，采樣頻率仍為f_s，但采樣的時間分別比前一個周期延遲Δt1，則開關電源輸入功率為：?

P=1TΣi=1N1PiΔt]]>

上式中，?

Pi=1ΔtΣk=1N2UiIkΔt1.]]>

本發明的有益效果是：本發明采用等效采樣和過采樣相結合的方法實現了高精度的輸入功率測量，這種方法可以用于功率計，示波器等設備上，在處理器的采樣速率不高或者要求信號采樣速度較高時，等效采樣是提高采樣頻率的有效手段。等效采樣和過采樣在數據采集系統中的應用有很大實際意義，可以有效降低系統實現的難度和制造?成本。?

附圖說明

圖1是數據存儲空間原理圖。?

具體實施方式

1、功率測量原理?

電源輸入經整流濾波后，電流中包含多種諧波，這時有功功率按照我國國家標準定義為?式(1)?

在數字方法測量中，U和I都變為離散量U_k和I_k，我們對一個周期T等間距采樣N個點，則采樣間距為Δt＝T/N。當N足夠大時，Δt就足夠小，那么式(1)可以改寫成?