[发明专利]一种采样测量交流有效值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量方法，具体地，涉及一种采样测量交流电有效值的方法。

背景技术

目前交流电有效值的测量方法可分为两种。

第一种常用方法是：是用热电等效转换原理，通过热电变换器将交流电变换成直流电。所测直流电的幅值即为交流有效值。以下列举了该方法所涉及的若干专利：

成都掌握移动信息技术有限公司于2013年4月18日申请的实用新型专利201320195662.X中公开的一种真有效值交流电压表。

沈裕丰于1987年6月20日申请的专利87209290公开一种多功能真有效值电压表。

缪庚平于2010年5月12日申请的专利201010170561.8公开的一种用于实验教学的测量交流电有效值的装置,特点是在外壳正面安装有电阻性元件R1、变阻器R及正弦交流电、直流电和矩形交流电三种电源的三对输出接线桩aa′、bb′、cc′,变阻器R的一端与电阻性元件R1的接线柱e相连,另一端与一作为接线夹的鳄鱼夹g连接,R1的接线柱f与另一鳄鱼夹g′相连,电阻性元件R1与热效应测量装置的探头相正对,R1的接线柱e、f与示波器相连,鳄鱼夹g和g′能根据实验要求分别夹到三种电源的三对接线桩aa′、bb′、cc′上,热效应测量装置的读数能与电阻性元件R1上电压的有效值成一一对应关系。

华为技术有限公司于2004年12月2日申请的专利200410101017.2公开了一种测量交流电的方法和装置,用以测量单相交流电的频率和有效值。所述方法包括下列步骤:将被测交流信号整流为半波信号；将所述半波信号整形为同频率的方波信号；统计所述方波信号脉冲数,采样所述半波信号的峰值；根据统计值和采样值确定所述被测交流信号的频率和有效值。所述测量装置包括:将输入的交流信号整流为半波信号的半波整流电路；输出一方波信号的施密特触发电路；采样所述半波信号的峰值,统计所述方波信号的脉冲数,并根据采样值和统计值确定所述交流信号的频率和有效值的测量电路。应用本发明所述方法和装置可以安全方便、高精度测量单相交流电的频率和有效值。

第二种方法是：用模数转换器直接对交流进行快速采样，再由采样的数据计算得到交流有效值。该方法涉及的专利有：

郝玉山于2011年6月9日申请的专利201110161132.9公开一种交流电物理量遥测装置,包括:模拟采样通道,用于输入交流电,进行模拟采样以输出模拟采样值；采样开关,用于重抽样,以获得接收侧需要的遥测数据频率；寄存器,用于存储来自采样开关的重抽样值；总线,用于将所述寄存器中的重抽样值输出到接收侧；和定时控制器用于控制所述模拟采样通道和采样开关的重抽样频率；其特征在于:还包括数字低通滤波器,输入接模拟采样通道输出的模拟采样值、输出接采样开关,用于滤除采样值中的高频分量,其截止频率应当小于0.5倍的采样开关的重抽样频率。本发明还给出了相应的方法。

其中，存在的缺点：

第一种方法的缺点是响应速度慢，所测结果为交流总有效值，无法分析出信号中各次谐波分量的有效值。

第二种方法可以得出交流信号的有效值，但若交流信号为宽频信号时,其结果受A/D转换器的限制准确度较难提高。采用A/D转换器直接对交流信号进行模数转换的过程并非理想冲击响应。A/D采样保持器控制输入信号与保持电容通断的内部电子开关存在一个不可避免的孔径时间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采样测量交流有效值的方法。孔径时间的存在会引起被测交流信号的幅值衰减，且被测交流信号频率不同衰减比例也不同。因此，找出衰减函数关系才能进行有效补偿，以提高测量准确度。

根据本发明提供的一种采样测量交流有效值的方法，包括：

步骤1，根据对待测交流电信号进行A/D采样获得的采样数据计算各频率分量的第一幅度值；

步骤2，对各频率分量的第一幅度值分别进行补偿获得各频率分量的第二幅度值；

步骤3，根据各频率分量的第二幅度值获得所述待测交流电信号的总有效值以及交直流总有效值。

作为一种实施例，所述步骤1进一步包括：对所述采样数据进行梯形补偿谐波分析获得所述各频率分量的第一幅度值；所述频率分量包括直流分量、基波角频率分量以及各次谐波角频率分量。