[发明专利]周期信号测定装置、周期信号测定方法以及采样周期决定方法

说明书

本发明涉及周期信号测定装置、周期信号测定方法以及采样周期决定方法。一方面抑制处理负荷和成本的增加、另一方面抑制周期信号的测定误差。本发明的周期信号测定装置具备：测定部(1)，其对周期信号(S)进行采样，并对采样值实施规定处理，由此获得测定值(M)；采样周期决定部(3)，其以一定的测定期间内的测定值(M)的振动量达到容许范围内的方式决定测定部(1)的采样周期；以及采样周期控制部(4)，其根据采样周期决定部(3)的决定来设定测定部(1)的采样周期。

技术领域

本发明涉及一种例如测定交流电流信号等周期信号的周期信号测定装置及方法，尤其涉及一种决定周期信号的测定值稳定的采样周期的技术。

背景技术

一直以来，有对周期信号进行A/D采样并对采样值实施规定处理、由此获得测定值的测定方法。例如专利文献1中揭示有如下测定方法：对交流电流信号进行采样，并将采样期间内的交流电流信号的采样值自乘，然后相加，由此获得电流的实效值。

在上述那样的周期信号的测定方法中，在测定对象周期信号的上升或下降发生瞬时变化的情况下，若相对于该周期信号的变化而言所测定的A/D采样的周期足够短，则无法将采样期间的信号变化反映至测定值，因此会导致测定误差的增加。存在明显表现出这种测定误差的频带，在这种频带内，应为一定的测定值可却变成长周期的振动的行为。对于长周期的振动的行为，难以通过单纯的滤波或移动平均等波形/数据加工来抑制振动。

下面，列举实例进行说明。图14为表示周期信号的1例的波形图。图14所示的周期信号是进行相位角控制而得的交流电流信号，所述相位角控制通过交流电流的每半周期调整一次导通角来连续地控制供给至负载的电力。图14的例子展示了对50Hz的正弦波交流电流进行90°相位角控制而得的波形。再者，图14的例子展示的是整流后的波形。

图15为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期1ms对周期信号进行A/D采样的情况下的一定的测定期间的测定值M的最小值Mmin和对该最小值Mmin进行一阶滞后滤波处理而得的值Fmin的图。此外，图16为按照周期信号的每一频率来展示以采样周期1ms对周期信号进行A/D采样的情况下的一定的测定期间的测定值M的最大值Mmax、对该最大值Mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值Fmax、以及滤波衰减能力FA的图。

此处，以图14所示那样的以90°相位角加以控制而得的固定峰值的周期信号为测定对象，将周期信号的频带设为45～65Hz。此外，将测定期间设为300秒，将以采样周期1ms对周期信号进行A/D采样而得的采样值的平方值相加100次而得的值作为测定值M。作为一阶滞后滤波，使用的是时间常数100ms的滤波。滤波衰减能力FA为表示数据加工(一阶滞后滤波处理)的效果的指标的一例，是通过下式给出的量。

【数式1】

FA＝1－(Fmax－Fmin)÷(Mmax－Mmin)···(1)

滤波衰减能力FA＝1表示完全去除了测定值M的振动，FA＝0表示完全未能去除测定值M的振动。图17的(A)展示了以频率50Hz的周期信号(图15、图16的A的部分的周期信号)为测定对象的情况下的测定值M的最大值Mmax和对最大值Mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值Fmax。

图17的(B)展示了以频率51.5Hz的周期信号(图15、图16的B的部分的周期信号)为测定对象的情况下的最大值Mmax和对最大值Mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值Fmax。此外，图17的(C)展示了以频率52.5Hz的周期信号(图15、图16的C的部分的周期信号)为测定对象的情况下的最大值Mmax和对最大值Mmax进行一阶滞后滤波处理而得的值Fmax。图17的(A)～图17的(C)中将横轴设为时间。

如上所述，可知，在测定值M的振动较大的频带内，滤波衰减能力FA成为接近0的值，未能通过数据加工来去除测定值M的振动。即，可知，难以通过一阶滞后滤波处理这样的单纯的数据加工来抑制测定值M的振动。