专利名称：一种交流电的相位差的数字化测量方法
技术领域：
本发明涉及一种交流电的相位差的数字化测量技术，也可以用于其它低频率信号的相位差测量。
背景技术：
在日常生活、生产过程中常常需要测量交流电信号的相位差，测量的相位差越准确，应用的效果往往更好。在现有的相位差测量方法中，大多数采用将信号转变成方波，然后测量两个方波之间上升沿的时间差，从而得出两个信号的相位差，但这种算法易于实现但需要额外的硬件，且容易受到干扰的影响。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信号的相位差测量精度不够准确，提出了一种交流电的相位差的数字化测量方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种交流电的相位差的数字化测量方法，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S2i|<|S3i ；
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=T2 +(r3,H1/ + lS2i);
步骤5),计算过零点时间；=-、.、;
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, Tz i+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)，对于两个频率相同的被测电信号，根据步骤I)至步骤6)分别得到两个被测电信号的过零点时间；再根据两个被测电信号的过零点时间的差异，以及两个被测电信号的周期，计算得到两个被测电信号之间的相位差。
进一步的，本发明一种交流电的相位差的数字化测量方法，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。
进一步的，本发明一种交流电的相位差的数字化测量方法，步骤I)所述的采样为对整周波进行采样。
进一步的，本发明一 种交流电的相位差的数字化测量方法，所述步骤7)的具体步骤如下
设由步骤I)至步骤6)计算得到的第一路被测电信号的过零点时间为Tlzi、第二路被测电信号的过零点时间为T2zi，则两路被测电信号的相位差的值以度数表示为
权利要求
1.一种交流电的相位差的数字化测量方法，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 采样点Pl的虚拟发生时间
2.根据权利要求I所述的一种交流电的相位差的数字化测量方法，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相位差的数字化测量方法，其特征在于步骤I)所述的采样为对整周波进行采样。
4.根据权利要求I所述的一种交流电的相位差的数字化测量方法，其特征在于所述步骤7)的具体步骤如下 设由步骤I)至步骤6)计算得到的第一路被测电信号的过零点时间为Tlzi、第二路被测电信号的过零点时间为T2zi，则两路被测电信号的相位差的值以度数表示为
5.根据权利要求I所述的一种交流电的相位差的数字化测量方法，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7)； 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7)。
6.根据权利要求5所述的一种交流电的相位差的数字化测量方法，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Γ4,·
全文摘要
本发明公开了一种交流电的相位差的数字化测量方法，针对连续的数字采样信号，在信号过负峰值之后依次选取采样点P1、P2和P3。使P1采样值的负值在区间[P2采样值，P3采样值]内。通过插值法在P2和P3所组成的线段上求取一点P4，使得P4的数值等于P1采样值的负值，并获取P4点的虚拟发生时间。由P1的采样发生时间和P4的虚拟发生时间计算电信号的零点，由一系列电信号的过零点计算电信号的周期。最后根据不同信号的过零点时间的差异和信号周期，计算获取信号之间的相位差。本发明克服了传统的过零点检测抗干扰能力差的缺点，尤其适合于低频信号的相位差测量；实现起来数据准确、可靠、有较广泛的应用前景。
文档编号G01R25/00GK102928666SQ201210262688
公开日2013年2月13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