專利名稱：一種交流電信號的頻率測量方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種交流電信號的頻率測量方法，也可以用于固定頻率或頻率變化不 大的低頻正弦信號的頻率測量。
背景技術(shù)：
在日常生活、生產(chǎn)過程中常常需要監(jiān)測信號的頻率。在現(xiàn)有的低頻信號的頻率測 量方法中，多是將低頻信號先通過整形電路形成方波，檢測方波相鄰兩個上升沿或者下降 沿的時間間隔T，求倒數(shù)得出頻率，但是這種方法的抗干擾能力較差。除此之外還有一些軟 件測量頻率的方法，比如零交法、解析法、誤差最小化原理類算法、DFT類算法、正交去調(diào) 制法等等。這些算法有些易于實現(xiàn)，但由于精度較低而不能投入實用；有些算法的測量效果 不錯，但由于運算量過大也不能投入實用。業(yè)界需要的是一種運算量不大且具有一定測量 精度的軟件頻率測量方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中交流信號的頻率測量精度不夠準確或 者是測量過程中運算量過大的缺點，提出一種交流電信號的頻率測量方法，該方法也可以 用于固定頻率或頻率變化不大的低頻正弦信號的頻率測量。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種交流電信號的頻率測量方法，包括以下步 驟
步驟1)，對被測電信號進行采樣，得到被測電信號的采樣值；在電信號的采樣值 的某一個零點附近選擇任意組合的η個采樣點；
步驟i)，假設每個采樣點的采樣時間為ti，采樣值為yi，則η個采樣點的采樣值的 平均值M和平均采樣發(fā)生時間T表示為
權(quán)利要求
1.一種交流電信號的頻率測量方法，其特征在于包括以下步驟步驟1)，對被測電信號進行采樣，得到被測電信號的采樣值；在電信號的采樣值的某 一個零點附近選擇任意組合的η個采樣點；步驟幻，假設每個采樣點的采樣時間為采樣值為則η個采樣點的采樣值的平均 值M和平均采樣發(fā)生時間T表示為ηηΣ ^M1 = -J~ ,T1 = ；TlTl上式中，η彡1，η、i、j均為自然數(shù)，則(Mj, Tj)表示一個虛擬點； 步驟幻，根據(jù)被測電信號在過零點附近的交流電信號是上升或下降的過程、電信號有 效值或者峰值，以及步驟幻所述η個采樣點的采樣值的平均值Mj，通過查表的方式來獲得 一個時間差T'」，所述時間差T'」代表純正弦信號下，離虛擬點(Mj, Tj)最近的過零點與 該虛擬點之間的時間差；對應的過零點時間為1^ = Tj+T' j ；Μ,M其中上述查表所涉及的表格共有兩列，其中第一列是^ 或者，表格 M1的第二列是P p ^、估對應的時間差T' j; 〈目萬有效值步驟4)，依次在電信號采樣值的其它零點附近選擇任意組合的η個采樣點，重復步驟 2)和步驟幻得到若干個過零點時間，根據(jù)這若干個過零點時間，計算得出被測電信號的周 期或頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電信號的頻率測量方法，其特征在于步驟1)所述對電 信號進行采樣是等時間間隔采樣或者是不等時間間隔采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電信號的頻率測量方法，其特征在于步驟1)所述的采 樣為對電信號的整周波進行采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電信號的頻率測量方法，其特征在于步驟4)中所述的 計算被測電信號的周期或頻率的具體步驟如下重復步驟幻、步驟幻得到若干個過零點時 間 Tzl，Tz2，Tz3. · · Tzj, TZJ+1, TZJ+2. · · Tzn. · ·，則被測交流電信號的周期Tpj = Tzj+2-Tzj，被測交流電信號的頻率巧=^r= T l_T。1Pi 1Zj+2 1Zj
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的交流電信號的頻率測量方法，其特征在于在 步驟2)中還包括對采樣點的平均值M進行修正的步驟，所述修正的步驟如下a)設由計算得到的交流電信號前幾個周波的周期依次為Tpk_3，Tpk_2，Tpk_i;Tpk,當前幾個 周波的周期不存在或得不到時，令其等于交流電標準周期；b)預測的當前周波的周期表示為Tp = K1XTpk+K2XTpk_1+K3XTpk_2+K4XTpk_3 ；其中 &、1(2、1(3、1(4 為任意常數(shù)，但須滿足條件 K1+K2+K3+K4 = 1 ；c)M修正值=MXTp+交流電標準周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的交流電信號的頻率測量方法，其特征在于還 包括以下步驟重復步驟1)到步驟4)，測量出被測電信號的若干個周期或頻率值，然后對得到的若干個周期或頻率值采用平均法計算出最終頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種交流電信號的頻率測量方法。該方法包括以下步驟對被測電信號進行采樣；根據(jù)采樣值，在信號零點附近選擇若干個采樣點，計算若干個采樣點的采樣值的平均值和平均采樣發(fā)生時間；由當前信號的特點和經(jīng)查表獲得一個時間，由來表示該信號的過零點；根據(jù)過零點，計算被測信號的周期或頻率。本發(fā)明不需要將交流電信號轉(zhuǎn)換成方波，尤其適合于固定頻率的低頻正弦信號的頻率測量，系統(tǒng)檢測方便，硬件開銷??；系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力；實現(xiàn)簡單合理，數(shù)據(jù)準確、可靠。
文檔編號G01R23/02GK102033161SQ20101059339
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者戴爾晗 申請人:南京郵電大學