2第二章 交流采样技术及其应用
第二章交流采样技术及其应用
上一节讨论了采用变送器测量交流电气量的原理和方法，简单介绍了电压变送器、电流变送器、三相有功功率变送器和三相无功功率变送器，包括后面要讨论到的电能变送器，它们都是从二次回路中获取信号，通过电子变换电路，输出与某电气量成正比的模拟信号。随着微机技术的广泛应用，与采用微机技术的测量方法相比，这种电气量测量方法暴露出明显的缺点。例如：
第一、每个变送器只能测取一个或两个电气量，变电站中必须使用较多的变送器，投资大、占用空间大。
第二，变送器输出的模拟信号要通过远动系统远传或送到当地计算机监控，尚需对模拟量进行模／数变换，以数字量形式传送或显示。
第三，这些电量变送器都是电力互感器二次回路的负载，接入变送器越多，二次回路负载越重，互感器的实际变换误差就越大。
第四，变送器的响应时间较长，可达几百毫秒。
所谓交流采样技术，就是通过对互感器二次回路中的交流电压信号和交流电流信号直接采样,根据一组采样值，通过对其模／数变换将其变换为数字量，再对数字量进行计算，从而获得电压、电流、功率、电能等电气量值。在变电站中，使用交流采样技术，可取消变送器这一测量环节，也有利于测量精度的提高，交流采样技术已在中低变电站中的远动装置和综合自动化系统中广泛使用。
第一节交流采样原理
对一个信号采样就是测取该信号的瞬时值，它可由一个采样器来完成，如图2－13所示。
图2－13 信号的采样与保持
（a ）采样器保持；（b ）信号波形
采样器按定时或不定时的方式将开关瞬间接通，使输入采样器的连续信号f (t )转变为离散信号f *(t )输出，设采样开关按周期T 0瞬间接通，则采样得到的离散信号为：
f *(t )= ?
?
?≠=nTs
t nTs t nTs f 当当0
)
(
（2-40） 式中
n ──正整数。
在交流采样技术中，只用一个单独的采样器是无法工作的，因为采样所得信号要经过A ／D 变换成数字量，而A ／D 变换需要一定的时间才能完成，并要求变换过程中被变换量保持不变。所以采样器必须有一个保持器配合工作，如图2－17所示。在两次采样的间隔时间内，保持器输出信号f h (t )保持不变。对于需要同时采样的那些电量，应配备各自的采样保持器。
采样将一段时间的连续信号变为离散的信号，改变了信号的外在形式，这通常是为了使之易于处理或借助于更好的工具对其进行处理。因此，信号经过采样后不应改变原有的本质特性，或者说，根据采样得到的f *(t )，可以复现f (t )的所有本质信息。从直观上看，采样周期越短，即采样频率越高，f h (t )越接近f (t )。
香农（shannon ）定理可叙述为：为了对连续信号f (t )进行不失真的采样，采样频率ωs 应不低于f (t )所包含最高频率ωmax 的两倍。即
ωs ≥2ωmax （2-41）
图2-14 信号及其采样后的频谱 （a ）信号频谱； （b ）ωs ＞2ωmax ；
在此不拟对这个定理加以证明，只简要说明其意义。图2-14所示是一个多频函数的
频谱。图2-14（a）表明，该多频函数的频谱，其最高频率为ω
max
。图2-14（b）（c）（d）
分别给出了ω
s ＞2ω
max
、ω
s
=2ω
max
和ω
s
＜2ω
max
时f*(t)的频谱。由图可知，f*(ω)是f(ω)
以±nω
s
为中心的无限次重复，其幅值从f(0)变为f(0)/T。当ωs≥2ωmax时，f*(ω)无重叠
现象。而ω
s ＜2ω
max
时f*(ω)有重叠现象。对于图2-14（b）所示的f*(ω)，利用通滤波器可
将采样输出的高频部分全部滤掉，而只剩下与基本频谱相对应的部分，即原输入信号完全可
以从采样信号中复现，故这样的采样是不失真的。相反，当ω
s ＜2ω
max
时，任何低通波器不
能将信号复原，因而是失真采样。
若被采样信号是频率为50H的正弦交流信号，则根据采样定理，在该正弦信号的一个周
期内，任意多于两点的采样（ω
s ≥2ω
max
），就可以由采样所得的两点值确定正弦信号。设该
正弦信号为
（2-42）
式中。若在时刻t
1和t
2
，分别得到采样值a
1
和a
2
，则
（2-43）
由式（2-43）、式（2-44）可得（2-44）
式中Δt=t
2-t
1
。令t
1
=0 ,可得
（2-45）
故由式(2-44)和式(2-45)求得的A
m
和?,可确定式(2-43)所假定的正弦信号。特别地，当ωΔt=90?或270?时，
（2-46）于是式(2-42)成为
应当指出，当a
1=0,a
2
=0时，不能求出A
m
。
采样定理是选择采样频率的理论依据，实际应用中，采样频率总要选得比已知被采样信号最高频率高两倍以上。例如，采样工频交流信号，采样频率f s一般为工频频率的8－10倍，甚至更高，使信号中3－5次等的谐波分量能在采样信号中反映出来。
第二节交流采样算法
一、电气量交流采样时域算法
为了获得被测电量值，必须对采样所得的一组离散量进行计算。由交流采样计算电气量的算法比较多，例如：积分型算法、正交变换算法等。在此仅介绍交流信号有效值、三相功率、电能的积分型算法。同时，假定在一同期中信号采样是等间隔的。
1．有效值算法
设f(t)是一个周期信号，其周期为T，最大值为A m。根据有效值的定义，f(t)的有效值A可表达为
（2-47）当f(t)是交流电压u(t)和交流电流i(t)时，可得到交流电压和交流电流的有效值U和I，即
（2-48）
（2-49）
因此，有效值的计算主要包括两个部分，即积分运算和开方运算。
在计算机中，运算的对象是离散的数字量。因此，计算机的积分运算首先必须离散化。对于式（2-47）中的积分，将积分区间[0，T]等分为N个子区间，每个子区间，则在时刻时的被积函数值就是，其中，N。若用来近似，即用宽为、高为矩形脉冲面积近似相应时间宽度内与时间轴围成的面积，如图2-15所示。于是
（2-50）式中f k =f(kΔt)，它可由f(t)一个周期内等间隔采样得到。
图2-15 连续周期信号积分的离散化
如果f(t)是一个不含高次谐波的正弦信号，即
在上述积分离散化过程中，N取多大时才能使式（2-50）对于正弦信号成为严格等式呢？显然，当N=1时，不符合采样定理；N=2时，除个别初相位外，式（2-50）不能保证严格相等。以下证明，当N≥3时，正弦信号f(t)在一个周期内的方均值与经N等分离散化的方均值相等。即
（2-52）事实上，根据欧拉公式有
考虑到
则
于是
经化简得
（2-53）
比较式（2-51）和式（2-53）可知，当N≥3时，该积分不存在离散化计算误差。
如果f(t)是正弦交流电压
或正弦电流
则当N≥3时，有
（2-54）
以及（2-55）
式中u k、i k是电压、电流在一周期N次采样中的第k次采样值。
若采样的信号是线电压或线电流，则按公式计算得到的就是线电压和线电流；若采样的信号是相电压或相电流，则按公式得相电压或相电流。
（1） 单相功率及其算法
在变电站监控和调度控制中，需要广泛测量有功功率和无功功率，功率变送器就是用来测量交流电路中有功功率和无功功率的仪器。线路的功率有单相功率和三相功率之分，在变电站综合自动化系统中，主要测量三相功率，但三相功率是基于单相功率测量来实现的，因此，先讨论测量单相功率的功率测量元件。
在交流电路中，单相有功功率P 定义为
P ＝
T
1 =
T
1 (2-12)
式中 p (t )——交流电路中t 时刻的瞬时功率； u (t )——交流电路中t 时刻的交流电压； i (t )——交流电路中t 时刻的交流电流； T ——交流电路中交流信号的周期。
上式可见，有功功率是瞬时功率在一个周期内的平均值，故有功功率也称平均功率，定义式（2-12）对于任何周期的交流电路是普遍适用的。对于正弦交流电路，设
u (t )= U m si n ωt =2Usi n ωt i (t )= I m si n ωt =
2Isin (ωt-?)
式中 U m ，U ?? 交流电压的最大值和有效值； I m ，I ?? 交流电流的最大值和有效值； ω ?? 角频率；
? ?? 交流电压超前于交流电流的相位差。 从而 p (t )=u (t )i (t )=2UIs in ωt sin (ωt-?)
=UIc os ? -UIc os(2ωt -?)
将p (t )代入式(2-12) 可得 P=
T
1 =
T
1
=UI cos ? (2-13) 因此可得P 和p (t )的关系为
p (t )=P-U Ico s(2ωt -?) (2-14)
上式表达的瞬时功率是有功功率与正弦分量的代数和。
P=
?
T
dt p T
1A =
?
T
dt i u T
AC A 0
1
P=
N
1N
1
k =∑u A k i A k
（2） 三相三线制电路的功率
三相三线制的电路无论对称与否，三相负载的瞬时功率都等于每相功率之和，即有：
p =p A +p B +p C (2-56)
=u A i A +u B i B +u C i C
从而三相负载的有功功率应等于各相有功功率之和，即有
P=
?T
pdt T
1
=
?++T
C B A dt )p p p (T
1
(2-57)
1） 已知各相电压、相电流时，三相有功功率的算法为
P=
?T
dt p T
1
A +
?T
dt p T
1
B +
?T
dt p T
1
C
=
?
++T
dt ]i u i u i u [T
1C C B B A A (2-58)
将连续积分运算离散化，可得
P=
N
1N
1
k =∑[u A k i A k +u B k i B k +u C k i C k ] (2-59)
在三相三线制电路中
i A +i B +i C =0 (2-60)
对于对称三相电路
N
1N
1
k =∑ u A k i A k =
N
1N
1
k =∑ u B k i B k =
N
1N
1
k =∑ u C k i C k (2-61)
可将上式化简为
P=
N
3N
1
k =∑ u p k i p k (2-62)
考虑
u A +u B +u C =0 (2-63)
还可推得： P=N 1N
1k =∑[ u A k (i A k -i B k )+ u C k (i C k -i B k )] (2-64)
或 P =
N
1N
1
k =∑[( u A k - u B k ) i A k +( u C k -u B k ) i C k ] (2-65)
2）已知相关线电压或相电流时，三相有功功率算法为 在三相三线制中，考虑到
i A +i B +i C =0
从而
p =u A i A +u B i B +u C i C
=u A B i A +u B i A +u B i B +u C B i C +u B i C = u A B i A + u C B i C +u B (i A +i B +i C )
= u A B i A + u C B i C (2-66)
所以，三相有功功率可按下式计算
P=
T 1?
T
pdt
=
T
1?
+T
dt i u i u C CB A AB 0
][ (2-67)
经离散化可得
P=
N
1N
1
k =∑ [u A B k i A k +u C B k i C k ] (2-68)
同理可得
P=
N
1N
1
k =∑ [u A C k i A k +u B C k i B k ] (2-69)
以及
P=
N
1N
1
k =∑ [u B A k i B k +u C A k i C k ] (2-70)
（3） 三相四线制电路的有功功率算法 在三相四线制电路中，设中线电流为I N ，则有
i A +i B +i C =i N (2-71)
当电路对称时，i N ＝0，有功功率的计算仍可按三相三线制公式计算。当中线电流不为零时，瞬时功率p 仍可按（2-56）计算，从而三相有功功率计算公式（2-59 ）仍可使用。
在三相四线制电路中，三相负载的瞬时功率p 仍等于各相瞬时功率的代数和，即
p ＝p A ＋p B ＋p C
据此，可导得
p =u A B i A +u C B i C +u B i N (2-72)
同理可得
p =u B A i B +u C A i C +u A i N (2-73)
以及 p =u A C i A +u B C i B +u C i N (2-74) 从而可得三相四线制有功功率计算的另三个公式。 即
P=
N 1N
1k =∑ [u A B k i A k + u C B k i C k +u B k i N k ] (2-75)
P=N
1N
1
k =∑ [u B A k i B k +u C A k i C k +u A k i N k ] (2-76)
以及 P=
N
1N
1
k =∑ [u A C k i A k +u B C k i B k + u C k i N k ] (2-77)
3．三相无功功率的计算方法
在单相交流电路中，无功功率Q 定义是
Q ＝UIsin ?
在三相电路中，三相无功功率Q 应是各相无功功率的代数和，即
Q ＝Q A +Q B +Q C
=U A I A sin ?A +U B I B sin ?B +U C I C sin ?C (2-78)
与三相有功功率算法相对应，可推导出下列三相无功功率的计算公式
Q ＝
N
1N
1
k =∑[u A k i A k +
4
N + u B k i B k +
4
N + u C k i C k +
4
N ] (2-79)
式中i A k +
4
N ??第k+4
N 次电流采样值。当k+
4
N 大于N 时，i A k +4
N 取为
i k -
N
4
3。
按三相无功功率的定义，还可构造出下列三相无功功率算法。 Q ＝
N 23N
1
k =∑[(u A k -u B k ) i C k +( u B k -u C k ) i A k ] (2-80)
Q ＝N 33N
1
k =∑[(u B k -u C k ) i A k +( u C k -u A k ) i B k +( u A k -u B k ) i C k ] (2-81)
Q ＝N
3N
1
k =∑[u A k (i C k - i B k ) i A k + u B k (i A k -i C k ) + u C k ( i A k -i B k )] (2-82)
以及 Q ＝
N
1N
1
k =∑[u A k (i A k -4
N - i B k +
4
N ) + u C k (i C k -
4
N -i B k +
4
N )] (2-83)
其中式(2-81)是由广泛使用的90°跨相法转化而来，可说明如下： 设 u A = U m sin(t ω)，
i A =I m s in(t ω-?)
则 u B = U m sin(t ω-120?)， i B =I m s in(t ω-?-120?)
u C = U m sin(t ω+120?)， i C =I m s in(t ω-?+120?)
33[(u B -u C ) i A +( u C -u A ) i B +( u A -u B ) i C ]
=3
3[3 U m sin(t ω-90?)? I m si n(t ω-?)
+3U sin(t ω-120?)? I s in(t ω-?-120?)
+3U
m sin(t
ω+30?)?I m si n(t
ω-?+120?)
=
2I
U m
m
[cos(?-90?)+ c os(?-90?)+ c os(?-90?)
-cos(2t
ω-?-90?)-cos(2t
ω-?+30?)-cos(2t
ω-?+150?)
=3U
p I
p
sin?
=Q
将上述Q式在一个周期内采样，即可得三相无功算式（2-81）
上述推导过程是基于对称三相电路这个前提条件，而在不对称三相电路中，这些计算公式均存在一定的误差，请参考文献[ ]。
3．电能量的计算方法
在交流采样技术中，计算电能量W比较简单。根据定义有
(2-84)
式中 M——电能计量时间起点至时刻t经过的正弦信号周期数，即MT＜t＜(M+1)T；
P（k）--第k个周期内的平均功率。
由于电力系统线路的电压或电流的周期随时间会发生波动，故式(2-108)应改写成
(2-85)
式中 T(k)—第k个周期的时间长度。
当式（2-85）中P（k）用千瓦而T用小时作单位时，则W单位就是千瓦时（kW2h），即电度单位，当P（k）用瓦而T用秒T(k)单位时，W仍用kW2h（度）作单位，但式（2-85）
必须乘以系数。因此可得到有功电能W
p
（kW2h）为
(2-86)
同理可得无功电能W
q
（kvar2h）为
(2-87)从电能量计算公式可知，只要计算出每个周期的周期长度T(k)和该周期内的功率P(k) 或Q(k)，就可以通过乘积和累加得到W p或W q。
对潮流方向可能改变的线路，按式（2-86）和式（2-87）计算出的电能量仅是参考方向下的电能量代数值。为了计量两个方向的电能量大小，可按功率符号的不同分别加以积算。设W pp （kW 2h ）和W pn （kW 2h ）分别表示正向和反向有功电能，W qp （kvar 2h ）和W qn （kvar 2h ）分别表示正向和反向无功电能，则可得
(2-88)
(2-89)
(2-90)
(2-91) 交流信号是连续的模拟信号，在相当短的时间内，交流信号的周期和有效值几乎不变。因此，交流信号不需要每个周期都采样。若每隔N 个周期采样一个周期，并用该周期的周期长度和功率代替相继n-1个周期内的相应量，则式（2-85）可改写为
(2-92) 式中 T(nk )——第(nk )个周期长度；
P(nk )——第(nk )个周期内的平均功率； [ ]—— 的整数部分。
据式（2-92），式（2-87）～（2-91）可改写成
(2-93)
(2-94)
(2-95)
(2-96)
(2-97)
(2-98)
式中 T(nk)——相应n个周期的平均值。
在考虑了线路电压、电流至A/D变换输出数字量之间的变换系数后，若令
的公式为
则可得到一组计算相应实际电能量W
e
(2-99)
(2-100)
(2-101)
(2-102)
(2-103)
(2-104)
二、交流电气量的频域算法
根据富氏级数理论，任何一个周期为T的函数?(t)，如果在[-T/2,T/2]上满足狄里赫里条件，那么在[-T/2,T/2]上就可以展开为富氏级数。在?(t)的连续点上
?(t)=A0+∑A n cos(nωt)+ B n sin(nωt) ω=2π/T n=1---∞
第三节交流采样的硬件与软件概述
1．交流采样硬件
在变电站综合自动化系统中，交流采样由单片微机为核心的硬件构成。它由中间电压互感器、中间电流互感器、多路模拟开关、采样保持器、A／D转换器、单片微机以及频率跟踪等电路组成，如图 2－16 所示。
0—120V， 0—5A
图2-16 交流采样硬件电路框图
（1）信号选择交流采样信号取自二次回路。对于线电压信号其额定值是100V，对于相电压信号其额定值是57.7V；对于电流信号其额定值是5A。这些二次信号首先经中间电压互感器TVm、中间电流互感器TAm等变换成数伏的交流电压信号。多路模拟开关的功能是根据输入的地址信号，选择其中的一路作为输出信号。
（2）采样/保持采样保持器是在逻辑电平控制下，处于“采样”或“保持”两种状态的电路器件。在采样状态下，输出跟随输入的变化而变化；在保持状态下，输出等于输入保持状态时输入的瞬时值。
图2-17 交流信号的采样与保持
(a)电路原理；(b)工作波形
采样保持器的电路原理如图2－17(a)所示，它由一个电子模拟开关A
s 和保持电容C
h
以及阻抗变换器I、II组成。开关A
s 受逻辑电平控制。当逻辑电平为采样电平时，A
s
闭合，
电路处于“采样”状态，经过很短时间（捕捉时间）C
h
迅速充电或放电到输入电压U，随后，
电容电压跟随U变化，故整个采样时间应大于捕捉时间。显然捕捉时间越短意味着C
h
越小。
当逻辑电平为保持电平时，A
s 断开，电路处于“保持”状态，将保持A
s
时的电压。从维持电
压考虑，C
h 容量越大越好。因此，为使采样保持器采样时间短，保持性能好，C
h
的容量要选
择合适，质量要好。当C
h
选定后，为了缩短捕捉时间，要求采样回路的时间常数小，故用阻抗变换器I，其输出阻抗极小；为使保持性能好，保持回路时间常数要大，故用阻抗变换器II，它有极高的输入阻抗。
从上述分析可知，实际的采样器虽然采样时间做得很小，但不能为零。图2—17(b)所示给出了实际采样保持器的工作波形。
（3）A／D转换 A／D转换器将输入模拟信号是转换为数字量。其主要特性体现在下列几个方面：
1）量化误差与分辨率。A／D转换器的分辨率用两种方式表示，其一是输出数字量二进制位数。例如，12位A／D转换器的分辨率是12位。另一种是百分数表示。例如，10位A／D转换器的分辨率（百分数）为
(2-105) 可见，A／D转换器的二进制位数越多，其分辨率越高。
量化误差是由于有限数字对模拟量进行离散取值而引起的误差。从理论上讲，A／D转换器的量化误差是一个单位分辨率，即±1/2LSB。当分辨率越高，每个单位数字所代表的模拟值越小，量化误差就越小。因此，量化误差与分辨率在本质上是一致的。
2）转换精度。A／D转换器的转换精度描述实际A／D转换器与理想A／D转换器之间的转换误差，故转换精度中不包括量化误差。转换精度用最小有效位LSB表示，也有用相对误差表示的。若8位A／D转换器的精度为±1LSB，则其相对误差为
(2-106) 当同时考虑了量化误差后，其最大偏差可以从图2—18中求得。图中△为数字量D的最小有
A／D转换器，当输入模拟量在D的标称当量值Δ(±0.00586U
m
)范围内时，都可能产生相同的数字量输出。
图2—18 精度为±1LSB的A／D转换动态特性
3）转换时间。A／D转换器转换时间是完成一次A／D转换所需的时间。转换原理相同，
分辨率不同，转换时间也不同。对于常用的逐位比较式A／D转换器，转换时间t
A
一般为几十至上百微秒。例如，对于ADC0801～0805和ADC0808～0809 8位A／D转换器，约为66－73个转换时钟周期。转换时钟可以外输入，也可以通过外接RC电路产生。当转换时钟取
典型频率f
clk =640Hz的方波信号时，t
A
≈100μs。AD574是12位A／D转换器，转换时钟由
内部产生，其t
A
≈125μs。高速12位A／D转换器AD578J的转换时间不大于6μs 。
2．几个需要考虑的问题
（1）多条线路轮换采样一个变电站可能有2条以上的输入线路，十几条或几十条输出线路，有一台或数台变压器，要测取如此之多线路上的电压、电流信号，计算电压、电流、有功功率、无功功率和电能量等，交流采样的任务是十分繁重的。考虑到交流电气量作为一个模拟量不可能发生突变，故采用轮换的方式对每条线路采样。设需对N条线路进行采样，在某一周期内，只对某一条线路进行采样，通过N个周期实现对N条线路均采样一遍，将所采样信号计算电压、电流、有功功率，无功功率、电能量，并将其作为N个周期平均值输出或保成。
（2）交流采样的同时性按照功率的定义，一条线路上交流电压、电流的采样应同时测取，为此，对于按相电压，相电流测取功率，至少需要6个采样保持器，对于按线电压、线电流测取功率，至少需要4个采样保持器，所以在采样保持器后面应安排一个多路模拟开关，依次选择一路信号输入A／D转换器。
（3）交流采样的等间隔性交流采样的算法是按连续信号积分等间隔离散化而得，因此，交流采样必须在一个周期内等间隔完成。然而，交流信号的频率是随时变化的，不能按照事先固定的频率去采样电压、电流信号，而是应据当前信号频率确定采样间隔，即应实现
图2—19 频率跟踪及采样保持电路原理
(a)电路原理框图；(b) 频率跟踪及采样保持信号波形
将交流信号输入过零比较器，其输出是与交流信号同频率的方波信号，将该方波作为锁相电路的一个输入信号，锁相电路输出信号经N分频后与输入方波相比较，适当地选择电路元件参数，可将输出信号锁定。即锁相电路输出信号以N倍的频率跟踪输入信号的变化，将这个输出信号经单稳态电路变换得到一定占空比的脉冲信号，作为采样保持器的采样保持控制信号，可实现一周期内N次等间隔采样。
2.交流采样软件概述
与交流采样相关的软件主要包括两个部分。一是交流信号的采样控制软件，二是交流采样数据的处理软件，如图2－20所示。
图2—20 交流采样软件框图
交流信号采样控制是在A／D中断服务程序中完成的。每当选定的一路信号经A／D转换器转换结束后，CPU响应中断，读入转换结果，接着将同时采样的同一线路另外一路信号选通，启动A／D转换，并恢复现场返回。当一条线路本周采样全部结束时，就确定下一周期采样的线路，并将其地址送多路开关。如图 2－21所示。
图2—21 A ／D 中断服务程序
采样数据处理软件是将采样数据经格式变换、计算等处理转换成适合于远传和当地监视的数据结构。其中包括①数据的预处理；②将数据按公式进行电气量计算；③标度变换；④将电气量转换为远动规约传送格式；⑤将电气量进行二——十进制转换等。数据处理流程如图2-22所示。
图2—22 交流采样数据处理框图
数据预处理主要指数据滤波，用于滤除干扰及高频分量。U 、I 、P 、Q 、W 等电气量计算已在前面作过讨论。系数变换涉及的因素较多，主要包括①TV 、TA 变比系数；②A ／D 转换器位数；③采样频率等因素。
设TV 、TA 的变比分别为k n u 和k n i ，A ／D 转换器输入的峰值电压为±5V ，二次信号至A ／D 转换器的变换系数为k u 1和k i 1，则
k u 1=
2
120
5 (2-107)
k i 1=2
65
(2-108)
A ／D 转换器的变换系数为k ad ，对于8位、10位、12位、14位的A ／D 系数k ad8、k ad10、k ad12、k ad14分别为
k ad8=
5
1
2
1
8--=
5
127
(2-109)
k ad10=
5
1
2
1
10--=
5
511
(2-110)
k ad12=
5
1
2
1
12--=
5
2047
(2-111)
k ad14=
5
1
2
1
14--=
5
8191
(2-112)
因此，电压、电流的有效值系数k u e 、k i e 分别为
k u e =
ad 1u nu k k k (2-113)
k i e =
ad
1i ni k k k (2-114)
从而
实际电压、电流有效值U e 、I e 计算公式为
U e = k u e ?U (2-115)
I e= k i e ?I
(2-116)
与电压、电流相同，可得有功功率、无功功率和电能量的系数k p e ， k qe ，k we 分别为 k p e =
)
(k k k k ad 1i 1u ni
nu k 2
(2-117)
k qe =)
(k k k k ad 1i 1u ni
nu k 2=k p e (2-118)
k we =
)
(k k 3600000k nk ad 1i 1u ni
nu k 2
(2-119)
式中n ——线路采样的工频周期数。
对所测取的模拟信号，均存在一个允许的变化范围，在存储器中存放着它们的上限和下限值，每次计算得到的U 、I 、P 、Q ，均需将它们与上限、下限比较，以确定其越限与否，一旦越限，将给出标志，以作进一步处理提示。格式变换有两种基本形式，一是将电气量转换成向上级监控中心传送的数据格式（一般二进制代码，随规约的不同而不同），另一种是将电气量转换成适合当地监视和记录的十进制格式。
交流采样原理
交流采样原理（模块编码：ZY2900202003） 在微机远动应用初期，RTU的遥测数据采集普遍采用直流采样，即对经过直流整流后的直流量进行采样测量。在直流采样中，遥测数据的采集采用经变送器的直流采样方法来完成数据的采集工作。即将所需采集的有关信息，如交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等，通过利用变送器模拟电路（主要是运算放大器）变换成相应的直流量，一般转换为0～5V(有功、无功为±5V)的直流电压供微机检测。 此方法软件设计简单，计算简便，对采样值只需作一次比例变换，即可得到被测量的数值，因而可使采样周期大大缩短。在微机监控系统应用的初期，这种方式得到了广泛的应用。但直流采样方法存在以下一些不足： 1)测量精确度直接受整流电路的影响；整流电路参数调整困难，受波形因素影响大等。 2)变送器有较大的时间延迟，难以及时反映被测量的突变，无法实现实时信号的采集。一般国产普通电流变送器的上升时间均大于300ms。档次较高的进口变送器上升时间约为60～70ms，但其价格昂贵，难以普遍使用。不能及时反应被测量的突变，具有较大的时间常数。 3)当被测波形中有谐波时，会附加产生较大误差。 4)监控系统的测量准确度直接受变送器的准确度和稳定性的影响。 5)变送器投资较大，增加监控系统的造价，且维修较为复杂，设备复杂，维护困难。 交流采样变送器是将二次测得的电压、电流经高精度的CT、PT变成计算机可测量的交流小信号，按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，然后通过运算，求出被测电压、电流的有效值和有功功率、无功功率等。由于这种方法能够对被测量的瞬时值进行采样，因而实时性好，相位失真小。它用软件代替了硬件的功能，因而使硬件的投资大大减小。
空气采样技术要求规范-施工
3、采样管的安装要求： 1、主采样管采用外径?25毫米，径小于?21毫米，防阻燃U-PVC管，系统将采 用四路使用，每路尽量保持一样的长度。 2、管与管之间连接的直通外套径在?25毫米，并配壁卡塞。 3、采样管固定卡，采用双月牙形固定卡如下图，将螺杆采用焊接的方法固定在 房梁上，螺杆长度不底于20公分，每个固定点之间的间距应在1.5~2米之间保证PVC管不下垂不变形。 4、采样管固定卡，也可采用厂家配套的管卡，采用较紧的管卡防止时间过长管路固定不紧造成脱落现象。不出现变形如下图： 5、严格按图这上的孔径和位置打孔
采样孔在地面上打好注意打孔时需要锥形倒角，并在采样孔处粘贴红色采样孔标签，如下图 此标签为无偿提供 6、采样管拐弯处采用半径不底于20公分的弯管器弯成半圆如下图所示，减少气流阻力
7、空气采样管连接处直接套管使用方法如下：此处连接采用直接套管螺纹和镀锌铁管外螺纹绞和，绞和处采用生料带和乳胶组合密封保证绝对不能漏气（此时注意采样孔向下，由于采样管已打好采样孔无法进行打压测漏，故此处密封应特别注意。）
8、采样管的末端为采样末端堵头，此末端堵上开孔除采样功能外还兼有气流平 衡的功能，末端盖帽采用PVC材质。 9、整个采样管路安装前应首先做好一台主机所用的管路进行主机试抽气以保证 未瑞放烟，机器报警的时间不超过120秒。 10、主机所处位置便于人工操作，便于将来换过滤器盒按照JB 50166-2007火灾 自动报警系统施工及验收规，此设备需要对采样管道进行定期吹洗，最长的时间间隔不应超过1年，吹洗时从机器跟前对采样管加入高压气流反吹即可， 同时更换过滤器。 十一、施工要求 1.系统的布线，应符合现行国家标准《火灾自动报警系统施工及验收规》 GB50166的相关规定。在施工安装时，应根据现行国家标准，对导线的种 类、电压等级进行检验。参考现行国家标准《火灾自动报警系统施工及 验收规》GB50166的相关规定，吸气式烟雾探测器火灾报警系统所采用的 信号线，电源线应采用铜芯绝缘导线或铜芯电缆。当额定工作电压不超 过50V时，选用导线的电压等级不应低于交流450V。 2.电源：由消防报警系统提供DC24V电源，每台电流小于500MA；共需提供 24V,20A电源。 3.模块：通过模块接入消防报警系统。消防报警系统提供每台吸气式烟雾 探测器1个输出3个输入点。
数据采集与处理技术
数据采集与处理技术 参考书目： 1．数据采集与处理技术马明建周长城西安交通大学出版社 2．数据采集技术沈兰荪中国科学技术大学出版社 3．高速数据采集系统的原理与应用沈兰荪人民邮电出版社 第一章绪论 数据采集技术(Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题。将外部世界存在的温度、压力、流量、位移以及角度等模拟量（Analog Signal）转换为数字信号（Digital Signal）, 在收集到计算机并进一步予以显示、处理、传输与记录这一过程，即称为“数据采集”。相应的系统即为数据采集系统（Data Acquisition System,简称DAS）数据采集技术以在雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、震动工程、无损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。 1．1 数据采集的意义和任务 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换为数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。 数据采集系统的任务：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的好坏，主要取决于精度和速度。 1．2 数据采集系统的基本功能 1.数据采集：采样周期
交流采样培训
交流采样培训提纲 1. 交流采样基本原理 1.1 电参数的计算 有功功率：?cos UI P =; （1） 无功功率： ?sin UI Q = （2） 有功电量:?=Pdt E （3） 视在功率:UI S = （4） 1.2 交流变送器原理 原理：交流信号通过整流变成一定幅值的直流信号，该直流信号大小与交流信号有效值成线性的比例关系（即比例系数为一个定值）。利用（4）式可以计算出视在功率 优点：电路简单 缺点：只有电压，电流的有效值，只能得到视在功率 1.3 积分型交流采样板原理 原理：通过采样电路，得到电压，电流的瞬时值，利用（4）式可以计算出视在功率。通过比较同一相的电压，电流过零点的时差，可以得到电压，电流之间的相位差，利用 （1）式和（2）式计算出有功功率和无功功率。 优点：电路较简单，低成本 缺点：（1）无法快速跟踪频率变化，导致固定采样频率下，采样得到得波形不是一个完整的周波。（2）在电路的设计中一般都没有采用同步采样技术，导致相位差的计算误差较大。（3）其它：如运放等 1.4 FFT 应用于交流采样 原理：利用锁相环，得到一个完整周波的电压，电流瞬时值，利用同步采样电路，准确得到同一相电压，电流之间的相位差。将得到电压，电流瞬时值用FFT 进行处理，可以求出基波和谐波电压，电流。对基波和谐波利用（1）式和（2）式，计算出基波和谐波功率。滤波后计算每一相的有功功率，将一周波内的电压和电流采样值相乘后相加，得到一个周波功率. 公式: 以采样次数K=128为例 畸变波形的余玄系数:]1282cos )128()0([12821281 ∑=+=K h hK T K f f a π 畸变波形的正玄系数:]128 2sin )128([12821281∑==K h hK T K f b π 各次谐波幅值及相位:
过采样技术
利用过采样技术提高ADC 测量微弱信号时的分辨率 1. 引言 随着科学技术的发展，人们对宏观和微观世界逐步了解，越来越多领域（物理学、化学、天文学、军事雷达、地震学、生物医学等）的微弱信号需要被检测，例如：弱磁、弱光、微震动、小位移、心电、脑电等[1～3]。测控技术发展到现在，微弱信号检测技术已经相对成熟，基本上采用以下两种方法来实现：一种是先将信号放大滤波，再用低或中分辨率的ADC 进行采样，转化为数字信号后，再做信号处理，另一种是使用高分辨率ADC ，对微弱信号直接采样，再进行数字信号处理。两种方法各有千秋，也都有自己的缺点。前一种方法，ADC 要求不高，特别是现在大部分微处理器都集成有低或中分辨率的ADC ，大大节省了开支，但是增加了繁琐的模拟电路。后一种方法省去了模拟电路，但是对ADC 性能要求高，虽然∑-△ADC 发展很快，已经可以做到24位分辨率，价格也相对低廉，但是它是用速度和芯片面积换取的高精度[4]，导致采样率做不高，特别是用于多通道采样时，由于建立时间长，采样率还会显著降低，因此，它一般用于低频信号的单通道测量，满足大多数的应用场合。而本文提出的方案，可以绕过上述两种方法的缺点，利用两者的优点实现微弱信号的高精度测量。 过采样技术是提高测控系统分辨率的常用方法，已经被广泛应用于各个领域。例如，过采样成功抑制了多用户CDMA 系统中相互正交用户码接收机(A Mutually Orthogonal Usercode-Receiver ，AMOUR )的噪声[5～6],提高了光流估计（optical flow estimation ，OFE ）的精度[7]，改善了正交频分复用（OFDM ）信号的峰-均比[8]等。但是，这些过采样技术应用的前提是采样前的信号幅值能与ADC 的输入范围相当。而用ADC 采集微弱信号时，直接使用过采样技术提高不了精度，而且由于信号幅值远小于ADC 的输入范围，它的有效位数还会减小，使精度随之下降。本文采用先叠加成形函数的方法，然后利用过采样技术，解决了因为信号幅值小，而使过采样失效的问题。本文还详细分析了成形函数类型和幅值，以及过采样率对分辨率的影响。 2. 原理分析 微弱信号直接过采样的分析 过采样是通过数字平均来减小折合到输入端的噪声，提高信噪比，从而提高分辨率[9]。下面分析为什么输入信号幅值很小时，需要叠加成形函数，才能利用过采样提高分辨率。 如图1所示，输入信号为一周期性三角波，当 用一个中分辨率的ADC1对其进行采样时，ADC 的量 化步长LSB1大于三角波幅值，其采样值均为0，失去了原信号的特征。而用一个高分辨率ADC2进行采样，量化步长LSB2小于三角波幅值，其采样值分布会发生改变，不会只为0，便能反映一定的信号特征。因此，如果输入信号幅值很小时，过采样也能提高分辨率，那么当过采样率足够大时，ADC1提高后的分辨率便能分辨出图1中的三角波信号。然而， 实际上，即使过采样率再高，ADC1采样获得的值仍然全部为0，并不能表征三角波的特性。所以，当输入信号幅值小于ADC 的量化步长时，过采样是不能提高ADC 分辨率的。 本文采用叠加成形函数的方法，使得输入信号幅值大于ADC 的量化步长，解决上述提到的问题。为便于过采样后下抽取的方便，成形函数的选取往往用线性变化的函数[10]，如三角0
作业场所空气采样仪器的技术规范GBT-17061-1997
作业场所空气采样仪器的技术规范 GB/T17061－1997 国家技术监督局1997－11－11批准 1998－12－01实施 前言 本标准是为劳动卫生标准的监测配套的采样仪器技术规范，用于作业场所空气采样仪器的制造和性能测试。本标准是在总结了我国经验并参考了国外仪器资料的基础上提出的。 本标准从1998年12月1日起实施。 本标准由中华人民共和国卫生部提出。 本标准起草单位：中国预防医学科学院劳动卫生与职业病研究所、湖北省卫生防疫站、鞍钢劳动卫生研究所。 本标准主要起草人：徐伯洪、梁禄、范成元。 本标准由卫生部委托技术归口单位中国预防医学科学院负责解释。 1 范围 本标准规定了作业场所空气采样仪器的规格和技术性能要求。 本标准适用于作业场所空气采样仪器的制造和性能测试。 2 定义 本标准采用下列定义： 2．1 空气采样仪器 air sampling instrument 在空气监测中，用于采集空气中被测物质的仪器，包括空气收集器和空气采样器等。 2．2 空气收集器 air collector 用于收集空气中气体、蒸汽和气溶胶状态被测物质的器具，包括大注射器、采气袋、气体吸收管、滤料采样夹和固体吸附剂管等。 2．3 空气采样器 air sampler 与空气收集器配套，能以一定的流量抽取空气样品的仪器；主要由抽气动力和流量控制装置等组成，包括气体采样器和粉尘采样器。 2．4 无泵型采样器，passive collector 利用毒物分子扩散或渗透的原理设计制作的空气采样仪器，包括扩散式和渗透式两种。 3 空气收集器 3．1 空气收集器的基本技术性能要求 3．1．1 空气收集器的采样效率应大于90%。 3．1．2 空气收集器的机械构造和形状要合理，重量要轻，体积要小，携带和操作要简便安全。 3．1．3 制作空气收集器的材料应不吸附或吸收待测物质，不产生对采样和检测有影响的物质。 3．1．4 空气收集器能在温度－10~45℃、相对湿度小于95%的作业环境中正常工作。 3．2 注射器 3．2．1 规格：100mL或50mL医用气密型注射器。 3．2．2 性能要求：将注射器垂直架起，芯子应能自由下落；当吸入空气至满刻度并封闭进气口后，朝下垂直放置24h，芯子自由下落不得超过原体积的20%。 3．3 采气袋 3．3．1 规格：50~10000mL铝塑采气袋。 3．3．2 性能要求 3．3．2．1 当采气袋充满空气后，浸没在水中，不应冒气泡。 3．3．2．2 具有使用方便的采气和取气装置，而且能反复多次使用。 3．3．2．3 采气袋的死体积不应大于其总体积的5%。 3．4 气泡吸收管
交流采样检定规程(正式版)
贵州省电力公司标准 交流采样测控装置检验规程 （试行） 2004年7月16日发布2004年7月25日实 施
贵州省电力公司
交流采样测控装置检验规程 本规程主要起草人：黄宇杨沁晖张秋雁 崔箭黄美琼 审核：许良柱 批准： 归口单位：贵州电力试验研究院 本规程条文由贵州省电力公司负责解释
目录 一、概述........................................................................................ 错误!未定义书签。 二、技术要求................................................................................ 错误!未定义书签。 三、检验条件................................................................................ 错误!未定义书签。 四、检验项目................................................................................ 错误!未定义书签。 五、检验方法................................................................................ 错误!未定义书签。 六、检验周期及结果处理............................................................ 错误!未定义书签。附录一对检验装置的要求 ....................................................... 错误!未定义书签。附录二实负荷法现场检验 ....................................................... 错误!未定义书签。附录三测控装置原始记录 ....................................................... 错误!未定义书签。附录四测控装置检测报告 ....................................................... 错误!未定义书签。
ADC过采样
什么叫过采样 首先，考虑一个传统ADC的频域传输特性。输入一个正弦信号，然后以频率fs采样--按照 Nyquist 定理，采样频率至少两倍于输入信号。从FFT分析结果可以看到，一个单音和一系列频率分布于DC到fs /2间的随机噪声。这就是所谓的量化噪声，主要是由于有限的ADC分辨率而造成的。单音信号的幅度和所有频率噪声的RMS幅度之和的比值就是信号噪声比(SNR)。对于一个Nbit ADC，SNR可由公式：SNR=+得到。为了改善SNR和更为精确地再现输入信号，对于传统ADC来讲，必须增加位数。 如果将采样频率提高一个过采样系数k，即采样频率为kfs，再来讨论同样的问题。FFT分析显示噪声基线降低了，SNR值未变，但噪声能量分散到一个更宽的频率范围。Σ-Δ转换器正是利用了这一原理，具体方法是紧接着1bit ADC之后进行数字滤波。大部分噪声被数字滤波器滤掉，这样，RMS噪声就降低了，从而一个低分辨率ADC，Σ-Δ转换器也可获得宽动态范围。 那么，简单的过采样和滤波是如何改善SNR的呢一个1bit ADC的SNR为+，每4倍过采样将使SNR增加6dB，SNR每增加6dB等效于分辨率增加1bit。这样，采用1bit ADC进行64倍过采样就能获得4bit分辨率;而要获得16bit分辨率就必须进行415倍过采样，这是不切实际的。Σ-Δ转换器采用噪声成形技术消除了这种局限，每4倍过采样系数可增加高于6dB的信噪比。 增加采样频率可以改善系统的SNR，其原因是，当采样频率增加时，量化噪声功率仍保持不变（量化噪声只与字长有关），量化误差可以建模为样本与样本之间不相关，这就将产生平坦的频率响应，从而具有单边功率谱密度：PSD等于两倍的量化噪声功率与采样频率之比。因此，尽管总的量化噪声功率保持不变，量化噪声的PSD随着采样频率的增加而减低，即，采样频率每增加一倍，信噪比大约增加3分贝。 揭开Σ-ΔADC的神秘面纱 技术分类：模拟设计 | 2010-08-06 嵌入式公社 越来越多的应用，例如过程控制、称重等，都需要高分辨率、高集成度和低价格的ADC。新型Σ-Δ转换技术恰好可以满足这些要求。然而，很多设计者对于这种转换技术并不十分了解，因而更愿意选用传统的逐次比较ADC。Σ-Δ转换器中的模拟部分非常简单（类似于一个1bit ADC），而数字部分要复杂得多，按照功能可划分为数字滤波和抽取单元。由于更接近于一个数字器件，Σ-ΔADC的制造成本非常低廉。
抽样技术课后习题_参考答案_金勇进.
第二章习题 2.1判断下列抽样方法是否是等概的： （1）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r ，若r=0或r>64则舍弃重抽。 （2）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r ，r 处以64的余数作为抽中的数，若余数为0则抽中64. （3）总体20000~21000，从1~1000中产生随机数r 。然后用r+19999作为被抽选的数。 解析：等概抽样属于概率抽样，概率抽样具有一些几个特点：第一，按照一定的概率以随机原则抽取样本。第二，每个单元被抽中的概率是已知的，或者是可以计算的。第三，当用样本对总体目标进行估计时，要考虑到该样本被抽中的概率。 因此（1）中只有1~64是可能被抽中的，故不是等概的。（2）不是等概的【原因】（3）是等概的。 2.2抽样理论和数理统计中关于样本均值y 的定义和性质有哪些不同？ 2.3为了合理调配电力资源，某市欲了解50000户居民的日用电量，从中简单随机抽取了300户进行，现得到其日用电平均值=y 9.5（千瓦时），=2s 206.试估计该市居民用电量的95%置信区间。如果希望相对误差限不超过10%，则样本量至少应为多少？ 解：由已知可得，N=50000，n=300，5.9y =，2062=s
1706366666206*300 50000300 1500001)()?(222=- =-==s n f N y N v Y V 19.413081706366666(==）y v 该市居民用电量的95%置信区间为 [])(y [2 y V z N α±=[475000±1.96*41308.19] 即为（394035.95，555964.05） 由相对误差公式 y ) (v u 2y α≤10% 可得%10*5.9206*n 50000 n 1* 96.1≤- 即n ≥862 欲使相对误差限不超过10%，则样本量至少应为862 2.4某大学10000名本科生，现欲估计爱暑假期间参加了各类英语培训的学生所占的比例。随机抽取了两百名学生进行调查，得到P=0.35，是估计该大学所有本科生中暑假参加培训班的比例的95%置信区间。 解析：由已知得：10000=N 200=n 35.0=p 02.0==N n f 又有：35.0)()(===∧p p E p E 0012.0)1(1 1)(=---= ∧p p n f p V 该大学所有本科学生中暑假参加培训班的比例95%的置信区间为： ])()([2 ∧ ∧±P V Z P E α 代入数据计算得：该区间为[0.2843，0.4157] 2.5研究某小区家庭用于文化方面（报刊、电视、网络、书籍等）的支出，N=200，现抽取一个容量为20的样本，调查结果列于下表： 编号 文化支出 编号 文化支出 1 200 11 150 2 150 12 160 3 170 13 180 4 150 14 130 5 160 15 100 6 130 16 180 7 140 17 100 8 100 18 180
数据采集技术规范V1.2-0811
电网GIS空间信息服务平台河北省电网GIS数据采集技术方案
二〇一一年八月
目录 第一章概述 (1) 1、项目概述 (1) 2、现有资料分析 (1) 2.1 基础控制资料 (1) 2.2 已有资料 (1) 3、项目主要内容........................................... 错误！未定义书签。 3.1 基础地理信息数据获取.............................. 错误！未定义书签。 3.2 电网设备空间数据采集.............................. 错误！未定义书签。 4、主要技术指标........................................... 错误！未定义书签。 4.1作业技术依据...................................... 错误！未定义书签。 4.2平面及高程基准.................................... 错误！未定义书签。 4.3 数据格式.......................................... 错误！未定义书签。 4.4 分幅编号.......................................... 错误！未定义书签。 4.5 数据取位.......................................... 错误！未定义书签。 5、硬件和软件配置........................................ 错误！未定义书签。 5.1 硬件配置.......................................... 错误！未定义书签。 5.2 软件配置.......................................... 错误！未定义书签。第二章电网设备空间数据采集 (2) 1、精度要求 (2) 2、电网设备空间数据采集内容 (2) 2.1 公共设施数据采集 (2) 2.2 发电数据采集 (3) 2.3 输电数据采集 (4) 2.4 变电数据采集 (6) 2.5 配电数据采集 (7) 2.6 用电数据采集 (9) 3、电网设备空间数据采集方案 (10) 3.1 资料准备 (10) 3.2 作业方法及流程 (10)
常用材料现场取样方法
常用材料施工现场取样方法 序号材料名称取样单位取样数量取样方法 01 通用水泥同生产厂、同品种、同强度等级、同编号水泥。散装水泥≤500t/批；袋装水泥≤200t/批。存放期超过3个月必须复试≥12kg 1.散装水泥：在卸料处或输送机上随机取样。当所取水泥深度不超过2m时，采用散水泥取样管，在适当位置插入水泥一定深度取样。 2.袋装水泥：在袋装水泥堆场取样。用袋装水泥取样管，随机选择20个以上不同部位，插入水泥适当深度取样。 02 钢筋混凝土用钢筋热轧带肋钢筋钢筋、钢丝、钢绞线均按批检查，每批由同一厂别、同一炉罐号、同一规格、同一交货状态、同一进场（厂）时间组成≤60t/批拉伸2根冷弯2根 1.试件切取时，应在钢筋或盘条的任意一端截取500mm；2.凡规定取2个试件的（低碳钢热轧圆盘条试件除外）均从任意两根（或两盘中）分别切取，每根钢筋上切取一个拉伸试件、一个冷弯试件；3.低碳钢热轧圆盘条冷弯试件应取自同盘的两端；4.试件长度：拉力（伸）试件L≥5d/10d+200mm;冷弯试件L≥5d+150mm（d为钢筋直径）5.化学分析试件可利用力学试验的余料钻取，如单项化学分析可取L＝150mm（1～5条亦适合于其它类型钢筋） 热轧光圆钢筋拉伸2根冷弯2根 低碳钢热轧圆盘条拉伸1根冷弯2根 预热处理钢筋拉伸2根冷弯2根 03 冷轧带肋钢筋按批检验，每批由同一牌号、同一外形、同一规格、同一生产工艺和同一交货状态组成≤60t/批拉伸逐盘1个，冷弯每批2个 04 冷拔低碳钢丝①抽样条件同上甲级：每盘/批乙级：同直径钢丝≤5t/批甲级：拉力1个，180°反复弯曲1个乙级：拉力3个，180°反复弯曲3个 1.甲级：在每盘钢丝上任一端截去不少于500mm 后截取两个样，分别作拉力和反复弯曲试验；2.乙级：从任三盘中，每盘各截取两个样，分别作拉力和反复弯曲试验；3.试件长度：拉力（伸）试件L＝350mm;冷弯试件L＝150mm 05 预应混凝土用热处理钢筋同一外形截面尺寸、同一热处理制度和同一炉罐号≤60t/批拉伸2根从每批钢筋中选取10﹪（≥25盘）进行力学性能试验，从每批钢筋中选取10﹪（≥25盘）进行表面、尺寸偏差检查 06 钢绞线同一牌号、同一规格、同一生产工艺≤60t/批每个性能每盘1根从每批中选取3盘；如每批小于3盘，则逐盘检验。从每盘钢绞线端部正常部位截取一根试样 07 冷拉钢筋同一级别、同一直径的冷拉钢筋组成一批≤20t/批拉伸2根冷弯2根从任意两根分别切取，每根钢筋上切取一个拉伸试件、一个弯曲试件 08 进口钢筋抽样条件同上≤60t/批拉伸2根冷弯2根需先经化学成分检验和焊接试验，符合有关规定后方可用于工程，取样方法参照国产钢筋相关规定 09 钢筋焊接接头电阻点焊骨架热轧钢筋焊点凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接骨架应视为同一类型制品，且每200件/批，一周内不足200件亦按一批计算抗剪3个钢筋焊接接头取样总则：1.力学性能试验的试件应从每批成品中切取；2.试件尺寸：从焊接部位两端各向外延伸150mm。由几种钢筋直径组合的焊接骨架，应对每种组合做力学性能试验，所切试件尺寸要符合规定要求 冷拔低碳钢丝焊点抗剪3个。对较小钢丝做拉伸3个 电阻电焊网冷轧带肋钢筋或冷拔低碳钢丝焊点凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接网应视为同一类型制品，每批不应大于30t，或者200件为一批，一周内不足30t或200件亦按一批计算纵、横向钢筋各1个拉伸试件试件长度：两夹头之间的距离不应小于20倍试件受拉钢筋的直径，且不小于180mm；对于双根钢筋，非受拉钢筋应在离交叉焊点约20mm处切断 冷轧带肋钢筋焊点纵、横向钢筋各1个弯曲试件在单根钢筋焊网中，应取钢筋直径较大的一根；在双根钢筋焊网中，应取双根钢筋中的一根；试件长度应大于或等于200mm，弯曲试件的受弯曲部位与交叉点的距离大于或等于25mm 09 钢筋焊接接头电阻点焊网热轧钢筋、冷轧带肋钢筋或冷拔低碳钢丝焊点凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接网应视为同一类型制品，每批不应大于30t，或者200件为一批，一周内不
AD7865的交流采样技术及其应用
基于锁相环与双AD7865的交流采样技术及其应用 收藏| 分类: | 查看: 417 | 评论(0) 随着电力系统的快速发展，电网容量的扩大使其结构更加复杂，实时监控、调度的自动化显得尤为重要；而在电力调度自动化系统中，对电力参数的测量是最基本的功能。如何快速、准确地采集各种电力参数则显得更加重要。在微型机应用的初期，电力系统的参数普遍采用直流采样的技术。 直流采样，即采样经过整流后的直流量，此方法软件设计简单，计算方便，对采样值只需作一次比例变换即可得到被测量的数值。但是直流采样方法存在一些问题，如: 测量精度直接受整流电路的精度和稳定性的影响；整流电路参数调整困难，而且受波形因素的影响较大等。而采用交流采样方法进行数据采集，通过算法运算后获得的电压、电流、有功功率、功率因数等电力参数有着较好的精确度和稳定度。该系统采用高速DSP 芯片T MS320LF2407 作为处理器，通过锁相环和AD7865 对电力参数进行交流采样。 1 交流采样的设计思想 若将电压有效值公式： 离散化，以一个周期内有限个采样电压数字量来代替一个周期内连续变化的电压函数值，则式( 1) 变为： 式中: △Tm 为相邻两次采样的时间间隔；um 为第m - 1个时间间隔的电压采样瞬时值；N 为一个周期内的采样点数。若相邻两次采样的时间间隔相等，即△T m 为常数△T ，考虑到N = T/△，则有： 这就是根据一个周期内各采样瞬时值及每周期采样点数计算电压信号有效值的公式。同样，电流有效值计算公式： 计算一相有功功率的公式：
式中: im 和u m 为同一时刻的电流和电压采样值。 功率因数为： 2 工频信号锁相倍频原理及频率跟踪电路的实现 交流采样法包括同步采样法、准同步采样法、非整周期采样法、非同步采样法等几种，系统采用同步采样法。同步采样法就是整周期等间隔均匀采样，要求被测信号周期T 与采样时间间隔△t 及一周内采样点数N之间满足关系式T = N △t，即采样频率为被测信号频率的N 倍。根据提供采样信号方式不同，同步采样法又分为软件同步采样法和硬件同步采样法两种。本系统采用硬件同步采样。 硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。一种利用锁相环频率跟踪原理实现同步等间隔采样的电路如图1 所示。 图1 锁相环原理图 在相位比较器PD、低通滤波器LP、压控振荡器VCO 构成的锁相环内加入N 分频器，输入f i 为被测信号的频率，作为锁相环的基准频率，输出f o 为采样频率。f o 经N 分频后与f i 相比较，根据锁相环工作原理,锁定时f o / N = f i ，即f o = Nf i 。由于锁相环的实时跟踪性，当被测信号频率f i 变化时，电路能自动快速跟踪并锁定，始终满足f o = Nf i 的关系，即采样频率为被测信号频率的整数(N ) 倍。用该输出去控制采样/ 保持器，并启动A/ D 转换，这样就可以使N 个采样点均匀分布在被测电网信号的一个整周波内，消除了同步误差，实现了无相位差的同步采样。锁相环相位锁定时,压控振荡器VCO 能在一定范围内自动跟踪输入信号的频率变化，在频率有畸变的情况下也能确保数据的同步采样，保证测量精度。 系统中的频率跟踪电路由专用锁相芯片CD4046和分频芯片CD4040 组成，以实现工频信号的锁相倍频，分频比为1/ 64。在工频信号恰好为50 Hz 的情况下，该电路的锁相倍频频率为50 64= 3 200 Hz，相当于一个工频周期内有64 个采样脉冲，频率跟踪锁相电路接线图如图2所示。
过采样技术在通信信号处理中的应用
过采样技术在通信信号处理中的应用 1 引言 目前通信信号传递总量较大，对信号进行统计具有时变性，有较多通信信号在全面发送之前都被调节成周期信号，会促使信号产生周期性变化。但是当前常见的信号处理技术很难从本质上突出此类特征，导致信号实际处理精度值不断降低[1]。所以当前需要对平衡与非平稳信号之间的变化特征进行分析，更好地获取周期性统计量特殊信号，此类信号是循环平稳信号，通过此类信号有效应用能够提升信号处理准确性，对信号进行处理的重要技术就是通过通信信号平稳循环的过采样技术。 2 过采样技术 过采样技术就是将相关技术人员对模数转换器性能进行强化的应用技术。通过对量化噪声进行控制，能够全面提升模数转换器信噪比，提高模数转换器基本分辨率[2]。通过过采样技术有效应用不会导致运行电路基本运行负载值进一步扩大，能够在原有的分辨率基础上对模拟电路进行优化处理，便于相关技术人员进行操作，所以当前在通信信号处理中的应用范围不断扩大。过采样技术在通信信号处理中有效应用，要对实际获取的信号波特率基本速率进行采样。对获取的数据进行分析，如果实际输入的信号比量比阶梯更大，则输入的信息基本振幅布局处于随机运行状态。在采样过程中采样频率发生什么变化，其中量化噪声整体功率都不会发生较大变化，正常情况下仅仅会出现相应常数。现阶段要想促使通信信号能保持稳定，提升信号循环输送，重点要发挥出采样技术应用价值。通过采样技术合理应用能够促使收集的通信信号能够处于稳定的循环中。能使得相应信号统计计量即使展示，还能对信号提供相应补偿，所以当前在信号处理过程中过采样技术应用具有较大的实践价值。 3 调制信号基本分类与识别 在通信信号研究范围内，对通信信号进行分类以及调制不同类别是重要组成部分，现阶段我国相关部门为了避免社会个人对无线频谱进行随意利用以及破坏，需要对通信信号进行有效识别。比如军事作战过程中，有相关军事部分要组织技术人员对军事战场中传递、分
试析过采样技术在通信信号处理中的意义
试析过采样技术在通信信号处理中的意义 摘要：过采样技术具有将通信信号平稳循环化，使之更易于处理的技术特性，因此许多需要使用通信信号的技术在处理信号之前都会利用过采样技术对待处理信号进行过滤，以达到提高信号处理精度的目的。这种应用模式令过采样技术获得了极其广泛的应用，包括盲均衡与盲辨识、调制信号、盲源分离、信号检测、雷达信号在内的多个领域都利用了过采样技术来处理通信信号。本文将从过采样技术的机理和其在实际领域中的多重应用特征分析其具体的应用意义，解析其在通信信号处理中的价值和必要性。 关键词：过采样技术；通信信号处理；应用意义 信号统计量具有时变性，这是因为发送的通信信号在发送前基本都被调制成了周期信号，会不停产生周期性变化。但普通的信号处理技术很难反映出这一特性，导致了处理精度的下降。因此我们需要一种具有非平稳信号和平稳信号之间特征，且能反映周期性统计量的特殊信号——循环平稳信号，利用这种信号我们不仅可以提高信号处理的精度，更能提高信号处理的效率，而获得这种信号的关键技术就是能将通信信号循环平稳化的过采样技术。 一、过采样技术概述 过采样技术是针对接收信号的一种采样处理方法，其技术特征是采样速率比波特率高。由于过采样的采样速率一定比Nyquist速率下的采样速率要高，所以只要总功率保持不变，通过信号采样的量化理论能够得出如下结论：如果输入信号在变化幅度上呈现随机分布，但最小幅度仍超过量化阶梯，则量化后的噪声总功率必然是常数，和采样频率不发生关系。过采样技术降低了信号噪声，显著提高了信噪比，并且规避了频谱混叠的干扰现象，能够令经过处理的信号呈现出循环平稳的特征，为后续的信号处理提供方便。 二、过采样技术应用于通信信号处理的现实意义 （一）过采样技术在盲均衡与盲辨识方面的应用意义 数字通信与无线通信系统均存在码间干扰，对通信的影响很大，因此在传统的通信信号处理中，需要令信道实现均衡与辨识，采用的方法有两种，一种是将训练序列发送出去，另一种是将信道相关的先验知识作为依据。这种处理方式虽然有效，但有时会存在无法获取训练序列、成本过高导致无法采用等问题，在这
采样计算方法测量交流电压有效值误差分析.953.
采样计算方法测量交流电压有效值误差分析 李沂乘 （北京东方计量测试技术研究所，北京 100086） 摘要：分析了利用采样计算方法测量交流信号有效值的主要误差因素。对于计算方法、周期误差、A/D转换器量化误差和A/D转换器积分非线性误差这四种主 要的误差来源如何影响电压有效值测量结果进行了定量分析，在实际应用的过程中可以有针对性的采取措施来减小误差因素对测量结果的影响。关键词：采样计 算；有效值；误差分析 Error Analysis of Sampling Computation Method for RMS Measurement LI Yicheng (Beijing Orient Institute of Measurement & Test, Beijing 100086, China Abstract: The error genesis, measuring effective value of AC signal with sampling computation method, is analyzed in this paper. Four primary geneses, including computation algorithm, measurement errors in non-synchronous, quantization errors of analogue digital converter (ADC, integral nonlinearity errors of ADC, are discussed; meanwhile, expressions are given in this paper. The result may be taken as a reference for minimizing influence caused by such errors. Keywords: sampling computation; effective value; error analysis 交流电压有效值 的测量方法有很多种，对于低频以及超低频信号电压有效值的测量，目前比较常用的是基于采样计算的测量方法。这主要是因为用常规的测量方法和模拟技术不但要求测量仪表本身具有极高的稳定性，而且仪表极长的响应时间和不合理的电路元件参数使得测量在某些场合很难实现。采样计算的测量方法克服这些传统不利因素的同时也产生了新的问题，分析误差因素对测量结果的影响方式，就能够在实际测量
基于DSP的过采样技术
基于DSP的过采样技术 1 引言 模数（AD）转换通常是数字信号处理应用中的第一步，依据应用的不同，对模数转换器（ADC）也有不同的要求，衡量模数转换器的最重要的标准是它的转换速率、分辨率和精度。应用过采样技术，再加上适当的数字滤波和抽取，就可以得到比原有的ADC更高的分辨率。 在数字信号处理器（DSP）中应用过采样技术需要快速ADC以非常快的速度来采样模拟信号，并且需要快速DSP来执行数字低通滤波和抽取。TI公司出品的DSP芯片TMS320LF2407采用3．3V供电，30MIPS的执行速度使得指令周期缩短至33ns，内置有10位的AD转换器，最小转换时间为500ns（详见TI公司的资料：TMS320LF／LC240x DSPController，Systemand Peripherals，2000），这些为在DSP中应用过采样技术创造了条件。 2 过采样降低对模拟抗混叠滤波器的限制 在采样过程中首要的问题是采样频率的选择，Nyquist采样定理指出：若连续信号x（t）是有限带宽的，其频谱的最高频率为fc，对x（t）采样时，若保证采样频率fs≥2fc，那么，就可由采样信号恢复出x（t）。在实际对x（t）作采样时，首先要了解x（t）的最高截止频率fc，以确定应选取的采样频率fs。若x（t）不是有限带宽的，在采样前应使用抗混叠（anti－aliasing）滤波器对x（t）作模拟滤波，以去掉f＞fc的高频成分。 因此，在AD转换前就需要模拟低通滤波器具有尖锐的滚降特性，来限制模拟信号的频谱。一个理想的滤波器应能让所有低于fs／2的频率通过，而完全阻隔掉所有大于fs／2的频率。通常，滤波器和采样频率的选择是将我们感兴趣的频带限制在DC和fs／2之间。 用更高的采样频率可以降低对低通滤波器的限制，图1所示为以2倍的原采样频率对模拟信号进行采样，在这种情况下，滤波器的截频为fs／2，阻带的起始频率为fs，这样就可以让所有我们感兴趣的频率通过，而抑制掉所有高于fs 的频率。但这样做违反了Nyquist采样定理，所以还需要用ADC后的数字滤波器来将信号的频率限制到fs／2以下。采用了过采样后的这种抗混迭滤波器可以得到简化，允许的通带到阻带的过渡区很宽。 3 过采样提高信噪比 经模拟滤波后，模拟信号被采样并转换成数字值，因为数字域仅包含有限的字长，若要用它来表示连续信号，就要引入量化误差，最大量化误差为±0．5LSB。因为一个N位的ADC的输入范围被分成2N个离散的数值，每一个数值由一个N 位的二进制数表示，所以，ADC的输入范围和字长N是最大量化误差的一个直接表示，也是分辨率的一个直接表示。代表数字值的字长决定了信噪比，因此通过增加信噪比可以增加转换的分辨率。加入三角波信号可提高信噪比（详见TI公司的资料：Oversampling Techniques Using theTMS320C24x Family，June 1998）。
现场环刀取样图及技术要求
中文词条名：环刀现场如何取样 英文词条名： 环刀取样部位 现场取样 施工手册质量控制与检验 1.对大基坑每(50-100)㎡应不少于1个检验点 2.对基槽每(10-20)M应不少于1个检验点;
3.每一个独立柱基础不应少于今1个检验点.采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每层检验点的检距应小于4M; 4.竣工验收采用荷载试验检验垫层承载力时，每个单体工程不宜少于3点;对于大型工程则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数. 5.对灰土.砂和砂石.土工合成材料.粉煤灰等地基，应对地基强度或承载力进行检验，检验数量，每单位工程不应少于3点，1000㎡以上的工程每100㎡至少有1点，3000㎡以上的工程，每300㎡至少有1点. 6.当用环刀取样时，取样点应位于每层2/3的深度处.每层厚度为20-25CM，(环刀法适用于细粒径，粗粒径适用于灌砂法和灌水法). 土工试验方法标准GB/T 50123 根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 垫层压实系数A。为土的控制干密度与最大干密度的比值。可由公式表示：由试验室击实试验确定) 根据的定义：值越大，则土的控制干密度越接近最大干密度表明垫层的压实质量越好；反之，表明垫层的压实质量越差。因此，A的大小，表明了垫层的压实质量。所以A，的大小成为灰土垫层的质量检验的一种手段，一般情况下，在地基主要受力层范围以内要求A≥0.97，在地基主要受力层范围以下要求A≥0.95，并且垫层的施工应保证每层A，符合设计要求后方可铺设上层土。