[发明专利]用于确定周期性波形的相量分量的方法和系统

说明书

本公开涉及确定周期性波形的相量分量的方法，其中该方法包括：a)对周期性波形采样；b)借助于利用高斯窗口函数的频率变换来确定被采样的周期性波形的频谱，其中由周期性波形的采样的持续时间(T₀)除以高斯窗口函数的宽度参数(t_w)所定义的比率n_p至少为5；c)选择频谱的包含频率峰值的区域，该频率峰值由连续频率仓的组定义，每个频率仓由频率值和幅度值定义；以及d)基于该连续频率仓的组确定周期性波形的相量分量。

技术领域

本公开总体涉及波形分析。具体地，其涉及用于确定周期性波形的相量分量的方法和系统。

背景技术

在许多领域中都期望准确的波形测量。一个示例是电气测量，例如阻抗测量。通常，这些类型的测量涉及频域中的信号的分析。

传统上，使用频率分析的振幅测量需要采样速度、分析时间和信号频率适于使得正好整数数量的周期被分析。这被称为同步采样。在这种情况下，必须在测量之前始终知晓信号频率，否则所估计的振幅将接收到误差，该误差取决于假定频率与信号的实际频率之间的差值。

为了减少同步采样的问题，可以使用插值快速傅立叶变换(FFT)，如在例如“High-Accuracy measurements via Interpolated FFT”(作者Jain等，发表于IEEETransactions on Instruments and Measurements，第Im-28卷，第2期，1978年6月)中所公开的。在此，一般两个或最多三个的频率仓被使用以用于插值。

使用用于谐波分析的窗口来检测存在宽带噪声和存在附近谐波干扰的谐波信号也是众所周知的，如在“On the Use of Windows for Harmonic Analysis with DiscreteFourier Transform”(作者Harris，发表于Proceedings of the IEEE，第66卷，第1期，1978年1月)中所公开的。

在为高压设备的测试和开发所执行的测量中，介电响应测量的精度要求非常高。现代绝缘材料通常具有在10^-4或更小的范围内的损失，而在大多数其它电气测量中，10^-2的精度就足够了。

为了实现高精度，大多数介电响应技术使用平衡电路来抑制主导电容性电流。传统上，这是在桥电路中完成的，其中一个桥臂被调节以使差值电流最小化。平衡技术需要仔细的控制和明确的波形，并且因此其不可能在运行中的设备上执行。

现代仪器仪表技术已经取得了很大进展，分辨率高达10^-6的用于的测量的仪器仪表可商业应用于高达10kHz或更高的频率范围。

J.Hedberg和T.Bengtsson在Nord-IS 2005、论文27上发表的论文“StraightDielectric Response Measurements with High Precision”公开了具有高精度的介电响应仪器。根据这篇论文，由测量电路进行的测量的数字处理涉及测量数据的离散傅里叶变换，以提取经傅里叶变换的数据的峰值中的频率和复振幅。还公开了对非常长的记录采样以改善准确度是有利的。

发明内容

本发明人已经认识到除了样本大小之外的数字领域中的另外的方面可能影响波形分析的精度。

本公开的目的因此是提供解决或至少缓解现有技术的问题的方法和系统。