[发明专利]连续物理量测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及连续物理量的测量和记录技术，尤其是涉及热工、电力系统中的温度、压力、流量、电压、电流、功率、相角等的数字测量和记录。

背景技术

连续物理量的值在相当长一段时间维持基本不变或变化不大，称为稳态过程；两个稳态过程之间的短时间的过渡称为暂态过程。对于稳态过程和暂态过程组成的过程物理量采样，按照奈奎斯特(也称作香农)采样定理，采样间隔要小于其暂态过程的最小时间常数τ_min的一半。按照这样的采样间隔采集数据会产生海量记录数据。在遥测情况下，更要占用大量通信资源传送这些数据。因此不便记录和传送。

为了减少记录和传送的数据量，现有的办法是人为规定一个采样时间间隔T，只记录或传送该间隔整倍数点上的数据，如图1所示。显然，T不满足采样定理，必定造成混迭，致使记录或传送的数据不能正确反映物理过程的状态和变化，数据错误而无法使用。

如果取T时间段内的测量平均值替代瞬时值，也不能解决采集数据的错误，除了产生混迭外，还会产生额外误差，使本来积等于两数相乘的三个量，其平均值不再存在积的关系。例如，变量A、B、C，其中，A＝B·C，B＝B+Δb，C＝C+Δc，A≠B·C。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种既减少输出或传送的数据量，又不产生混迭的、数据测量准确的连续物理量测量装置和方法。

根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出了一种连续物理量测量装置，包括用来输出时基和时标的定时单元；采样单元，在所述时基控制下以满足奈奎斯特采样定理的时间间隔对连续物理量进行采样，并输出采样值；判断单元，判断采样值是否进入或者离开稳态过程；计算单元，在稳态过程中对所述采样单元的采样值计算稳态值；输出单元，根据判断结果以及所述时标，输出稳态过程的开始时间和结束时间以及所述稳态值。

根据本发明进一步的实施例，所述判断单元根据统计法的t分布或者滤波器输出进行判断。

根据本发明进一步的实施例，还包括预处理单元，用于对所述采样单元输出的采样值进行标度变换、坏数据去除、重抽样和/或有效值计算。

根据本发明进一步的实施例，所述计算单元根据均值算法或低通滤波算法计算所述稳态值。

根据本发明进一步的实施例，还包括记录单元，所述记录单元对所述稳态过程的开始时间、结束时间以及在所述结束时间对应的稳态值进行记录。

根据本发明的另一方面，本发明的实施例提出一种连续物理量测量方法，所述测量方法包括以下步骤：在定时器输出时基的控制下以满足奈奎斯特采样定理的时间间隔对连续物理量进行采样，并输出采样值x_k和时标；判断采样值x_k是否进入或者离开稳态过程；以及根据判断结果以及所述时标，输出稳态过程的开始时间和结束时间以及在稳态过程中对采样值计算获得的稳态值X。

根据本发明进一步的实施例，所述稳态值X根据均值算法或低通滤波算法计算获得。