[發明專利]一種數字化測量交流電的相位差的方法

無效

• 申請號: 201210260874.1
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103575988A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 戴爾晗
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及一種數字化測量交流電的相位差的技術，也可以用于其它低頻率信號的相位差測量。

背景技術

在日常生活、生產過程中常常需要測量交流電信號的相位差，測量的相位差越準確，應用的效果往往更好。在現有的相位差測量方法中，大多數采用將信號轉變成方波，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，但這種算法易于實現但需要額外的硬件，且容易受到干擾的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中交流電信號的相位差測量精度不夠準確，提出了一種數字化測量交流電的相位差的方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種數字化測量交流電的相位差的方法，包括以下步驟：

步驟1），對被測電信號進行采樣，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，當被測電信號在一個周波內越過負峰值后選擇m個在采樣時間上按次序排放的采樣點，設這m個采樣點的采樣時間分別為t₁、t₂、...t_i、t_i+1、...t_m，采樣值分別為x₁、x₂、...x_i、x_i+1...x_m，其中i、m均為自然數且1≤i<m；

步驟3），令S_i為從第1采樣點(x₁,t₁)到第i采樣點(x_i,t_i)的數字積分，則S_i+1為從第1采樣點(x₁,t₁)到第i+1采樣點(x_i+1,t_i+1)的數字積分；當S_i和S_i+1的乘積小于等于0時，在第i個采樣點和第i+1個采樣點之間通過插值的方式獲取一個數字積分結束點k，使得從第1采樣點(x₁,t₁)到積分結束點(x_k,t_k)的數字積分為零，計算得出積分結束點k的虛擬發生時間t_k；

步驟4），計算過零點時間：

步驟5），重復步驟2）至步驟4）依次得到若干個過零點時間：T_z1,T_z2...T_zj,T_z(j+1)...T_zn，其中，j=1、2、…n，n為正整數，則被測電信號的周期：T_pj=T_z(j+1)-T_zj，因此獲得被測電信號的周期依次為T_p1,T_p2,T_p3,......T_p(n-1)；

步驟6），對于兩個頻率相同的被測電信號，根據步驟1）至步驟5）分別得到兩個被測電信號的過零點時間；再根據兩個被測電信號的過零點時間的差異，以及步驟5）得到的被測電信號的周期，計算得到兩個被測電信號之間的相位差。

進一步的，本發明的一種數字化測量交流電的相位差的方法，步驟1）所述對被測電信號進行采樣是等時間間隔采樣或者是不等時間間隔采樣。

進一步的，本發明的一種數字化測量交流電的相位差的方法，步驟1）所述的采樣為對被測電信號的整周波進行采樣。

進一步的，本發明的一種數字化測量交流電的相位差的方法，所述第1采樣點的選取方案為：當被測電信號的周波過負峰值后未到達零點時選擇一個采樣點作為第1采樣點。

進一步的，本發明的一種數字化測量交流電的相位差的方法，所述步驟6）的具體步驟如下：

設由步驟1）至步驟5）分別計算得到的第一路被測電信號的過零點時間為T1_zj、第二路被測電信號的過零點時間為T2_zj，則兩路被測電信號的相位差的值以度數表示為：或者以弧度表示為：其中，T_p是依步驟5）計算得出的被測電信號周期的瞬時值，或者是依步驟5）計算得出的被測電信號的前若干個周期值的平均值。