专利名称：一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法
技术领域：
本发明涉及一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，也适用于低频率信号的瞬时相位测量。
背景技术：
在日常生活、生产过程中常常需要测量交流电的瞬时相位，测量的瞬时相位越准确，应用的效果往往更好。在现有的瞬时相位测量方法中，大多数采用传统的零交法测量某一路信号的瞬时相位，这种算法易于实现，但是容易受到干扰的影响，使得测量的精度较低
发明内容
·本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中交流电的瞬时相位测量精度不够准确，提出了一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，相比较传统的零交法而言，在测量的精度、抗干扰性等发明得到很大的提高。本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，包括以下步骤步骤1)，对被测电信号进行采样，得到被测电信号的采样值，然后生成采样信号；步骤2)，在被测电信号的采样信号中，当被测电信号的周波过负峰值后未到达零点时选择一个采样点作为第一采样点Pli,设该第一采样点Pli的采样时间为Tli,采样值为Sli ；步骤3)，当被测电信号的周波越过零点后未到达正峰值时，在该段采样信号中选取连续的两个采样点，即第二采样点P2i和第三采样点P3i，设这两个点的采样时间分别是T2jPT3i，采样值分别为S2jPS3i，其中采样值S2jPS3i需满足| S2i | ( Sli ( S3J且
S2J < S3J ；步骤4)，将第一采样点Pli采样值的相反值所对应的点作为虚拟采样点P4”计算
虚拟采样点Pl的虚拟发生时间
权利要求
1.一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于包括以下步骤 步骤1)，对被测电信号进行采样，得到被测电信号的采样值，然后生成采样信号；步骤2)，在被测电信号的采样信号中，当被测电信号的周波过负峰值后未到达零点时选择一个采样点作为第一采样点Pii,设该第一采样点Pii的采样时间为Tli,采样值为Sli ；步骤3)，当被测电信号的周波越过零点后未到达正峰值时，在该段采样信号中选取连续的两个采样点，即第二采样点P2i和第三采样点P3i;设这两个点的采样时间分别是T2i和T3i，采样值分别为321和331，其中采样值521和531需满足| S2i | ( Sli ( S3j ； 步骤4)，将第一采样点Pli采样值的相反值所对应的点作为虚拟采样点P4”计算虚拟一m 物('/'3,-7'2 )χ(Λ +,.V2 )采样点Pl的虚拟发生时间=Fli +、1 S2J_^S3——d ; 步骤5)，计算过零点时间=4 = 71^/4,: 2 步骤6)，重复步骤2)至步骤5)得到若干个过零点时间Tzl，Tz2, Tz3. . . Tzi, Tzi+1, Tzi+2.. Tzn，其中，i = 1、2、…η，η为正整数；则被测电信号的周期Tpi=Tzi+1_Tzi，因此获得的信号的周期依次为Tpl，Τρ2，Τρ3，· · · Tprrl ； 步骤7)，根据步骤6)计算得出的被测电信号的周期，预测当前周波的周期； 步骤8)，根据前一个时段交流电信号的过零点的时间、步骤7)预测的当前周波的周期以及当前时间，计算得出当前的瞬时相位。
2.根据权利要求I所述的一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于步骤I)所述的采样是等时间间隔采样或不等时间间隔采样。
3.根据权利要求I所述的一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于步骤I)所述的采样为对信号的整周波进行采样。
4.根据权利要求I所述的一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于所述步骤7)的具体步骤如下 设由步骤6)计算得到的被测电信号前几个周波的周期依次为Tpk_3，Tpk_2，Tpk_1；Tpk ;则预测的当前周波的周期为=Tp=K1XTpl^K2XUK3XUK4XTplrf ;其中，K1, K2, K3, K4为任意常数，但须满足条件KJKdKJK4=I, k为大于3的正整数。
5.根据权利要求I所述的一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于所述步骤8)的具体步骤如下设被测电信号的前一个时段过零点的时间为Tz，当前时间为T。，由步骤7)预测得到的被测电信号当前周波的周期为Tp，则被测电信号当前的瞬时相位以度数值表示为通。，或者以弧度值表示为:Pc=2x^x^-^o
6.根据权利要求I所述的一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于在所述步骤3)中，当选取的第一至第三采样点的采样值符合IsziI = IsiiI = IssiI条件时，采取以下两种处理方案中的任意一种 a),重新选取第二采样点P2i和第三采样点P3i;使得第二采样点的采样值S2i和第三采样点的采样值S3i须满足I S2,1 < I S3,1，然后继续步骤4)至步骤8)； b)，在第二采样点P2i与第三采样点P3i的采样时间区间[T2i，T3i]上任取一点作为虚拟采样点Pl所对应的虚拟采样时间T4”然后继续步骤5)至步骤8)。
7.根据权利要求6所述的一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于在所述方案b)中，取第二采样点P2i与第三采样点P3i的采样时间区间[T2i; T3J上的中点，计算虚拟采样点Pl的虚拟发生时间？4 = T'+2Tli。
全文摘要
本发明公开了一种交流电的瞬时相位的数字化测量方法，针对连续的数字采样信号，在信号过负峰值后选取一个采样点P1，在后续采样点中选取两个连续点，使P1采样值的负值P4在两点之间，利用插值法选取P4。利用P1的发生时间和P4的虚拟发生时间计算电信号零点，由一系列零点求得电信号周期。根据前一时段信号过零点时间、预测的当前周波周期以及时间，得到当前瞬时相位。本发明不需要将交流电转换成方波，克服了抗干扰能力差的缺点，尤其适合于交流电的瞬时相位测量，系统检测方便，硬件开销小；同时实现起来简单合理，数据准确、可靠；在测量的精度、抗干扰性等方面得到很大的提高。
文档编号G01R25/00GK102778606SQ20121026101
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者戴尔晗 申请人:南京邮电大学