自动测试系统校准过程中测量通道的误差修正

研究了自动测试系统校准过程中测量通道的标定方法.测量通道可分为静态信号测量通道和动态信号测量通道.对静态信号测量通道可利用回归分析的方法建立标准激励和测量误差之间的近似函数关系,以对测量结果进行误差补偿;对动态信号测量通道,应首先分析测量通道的频率响应特性,然后再进行动态误差修正.最后以RACAL3153型信号源直流电压激励通道为例对测量通道的一元线性回归模型进行了验证.结果表明,此方法能明显提高通道的测量精度.     

基于STD标准的ATS信号组件模型研究与实现

按照ATS软件平台的通用化、模块化设计思想,本文采用信号组件形式构建ATS软件平台。首先对STD标准进行了简要介绍,设计了基于STD标准的ATS信号组件模型,并针对测试与激励对各个信号组件之间的交互关系进行了分析;然后以ResourceManager资源管理器组件为例,对该模型中的关键信号组件进行了开发;最后以信号组件为基础,编写了ATS测试程序,并以某组合电源模块测试为例进行了测试验证。结果表明该方法达到了预期测试目的,解决了测试程序的可移植性问题。     

虚拟仪器测量信号的自动校准方法

本文按照输入量减去输出量等于误差补偿量的原则,对虚拟仪器模拟通道的每个误差补偿量依据校准数据进行数学建模,使用误差回归模型的最小二乘法进行参数估计.做出线性或非线性误差补偿模型的数学方程,并利用假设检验的统计方法,构造F统计量,对βi进行有效性检验,以确定有效的线性或非线性误差补偿数学模型,从而得到对应于输入输出量的误差补偿数学表达式,用以完成虚拟仪器模拟通道的特性检测和误差校准.     

一种高准确度有源光学电流互感器的研制与校验

和传统的电磁式电流互感器(CT)相比,本文研制的高准确度有源光学电流互感器(AOCT)具有绝缘简单可靠、体积小、重量轻等优点.高压线路的待测电流经小开支高准确度CT和精密电阻变为弱电压信号,再经调制电路和发光二极转换为光脉信号,通过光纤传输到低端进行信号解调和处理.地面的大功率激光器发出的光能经能量光纤传送到高压端,由光电池转换为电能作为高压端的工作电源.高压端和低压端靠光纤边接和绝缘.其于误差争析理论,提出校验通道的误差应不大于补试通道误差限的五人之一.据此构造了AOCT的测试系统,对本文研制的AOCT进行了线性度和温度特性测试.分析了温度对AOCT测量结果的影响,提出了相应的温度补偿方法：求出AOCT在多项式回归模型下的温度响应函数,进而修正测量结果.在-40℃~60℃的工作温度范围内,本文研制的 AOCT满足国际标准IEC60044-8对0.2级计量用电流互感器的准确度要求.     

用单光纤传输信号与功率的光纤测温仪研究

本文介绍了自行研制用单根光纤实现测量信号与功率信号传输的光功率推动测温仪与其工作原理,建立了测量模型,进行了实验结果的误差分析。     

基于类噪声信号和ARMA-P方法的振荡模态辨识

弱阻尼低频振荡是影响互联电网安全稳定运行的主要因素,振荡模态是表征系统振荡特性的重要参数,反映了各节点对振荡模式的参与情况。目前基于测量信号一般在振荡发生后进行模态分析,缺乏在系统正常运行情况下的分析手段。大量广域实测数据表明,因负荷的随机变化,电网内持续存在类似噪声信号的小幅波动。文中提出一种自回归滑动平均-Prony(ARMA-P)方法对这种类噪声信号进行处理,在采用ARMA模型拟合类噪声信号估计低频振荡模式参数的基础上,进一步建立信号的Prony模型,最终实现对低频振荡模态的辨识。将该方法用于对新英格兰系统仿真数据进行处理,其辨识结果与小干扰稳定计算结果进行了比较,并进一步将该方法用于处理南方电网实测数据,证明了其有效性。     

基于蜂群算法的低压电力线高频RLCG 模型参数辨识

电力线是通用的电力网络间的连接载体,同时也是传导电磁干扰和载波通信信号的主要传播介质.建立准确的电力线电参数模型是研究传导电磁干扰和载波信号传输特性的基础.采用一种考虑集肤效应和介质损耗的高频信号传输的RLCG模型对普通的三线低压电力线进行建模,并利用人工蜂群算法对模型参数进行辨识,该模型考虑了高频条件下电力线的趋肤效应以及电介损耗对信号传输特性的影响.利用网络分析仪测量实际电力线的阻抗特性作为标准数据,与传统的基于遗传算法的辨识方法的仿真结果进行对比,证明了所提出的电力线高频RLCG模型可以准确地反映电力线的高频传输特性,为低压电力线载波通信和电磁兼容分析奠定基础.     

用单光纤维信号与功率的光纤测温仪研究

本文介绍了自行研制用单根光纤实现测量信号与功率信号传输的光功率推动测温仪与其工作原理，建立了测量模型，进行了实验结果的误差分析。     

基于DS18B20的远距离分布式温度数据采集系统

温度是工业生产中重要的物理参数之一,对其进行测量与控制是一项非常传统的工艺技术。采用数字温度传感器DS18B20和AT89C2051单片机进行温度数据的采集和存储,通过RS485总线传输。上位计算机对所测得的每个误差补偿量,依据误差回归模型的最小二乘法进行参数估计。做出线性误差补偿模型的数学方程对常温下测量的数据进行了补偿处理,在-55℃到＋125℃测量范围和测量精度0.2级下,实现传输距离达到500m,并根据工程实践给出提高传输距离与测量精度的关键技术。     

环形磁通门的非线性误差及补偿技术

磁通门技术被广泛应用于低频微弱磁场领域,尤其是地磁场的测量.地磁的精确测量要求磁力仪具有极小的误差,目前国内外关于磁通门误差的补偿研究主要针对于比例因子误差、零偏和非正交误差,对非线性误差的研究比较少.利用软磁材料的磁化曲线函数可由多项式拟合的特性,建立了环形磁通门传感器的非线性误差模型,并提出了非线性误差补偿方法.通过实验对一维环形磁通门传感器的非线性误差进行矢量补偿,取得了显著效果.     

基于时频分析的信号特征提取方法研究

对使用了相位连续的频移键控编码方式(FSK)的信号传输系统中的几种传输信号现代检测方法进行了探讨,并对其所对应的信号特征的提取方法进行了数学描述;提出了应用各种通信信号特征提取方法的特征函数,为了可靠地应用各种特征函数,指出了其检测方法的使用方法;最后,对各种信号特征的提取方法进行了比较,得出了相应的结论。     

提高ATS测量精度的数字滤波与频域修正方法

即使整个ATS从传感器、信号调理到数据采集设备均选用世界一流的产品,也难以保证集成后的系统满足预定的测量精度,甚至系统的静态精度都不能满足测量要求.本文分析了造成系统精度降低的主要原因在于测量信道的非理想频率特性,并研究了修正测量信道频率特性的频域补偿方法和进一步改善测量精度的数字滤波方法.实测结果表明,该方法可以显著提高ATS的测量精度.     

用时域连续有限冲激响应滤波器进行过零测频的方法

根据时域连续有限冲激响应滤波器的原理设计了短窗窄带带通连续滤波器。该滤波器通过处理输入离散采样信号获得连续信号并抑制谐波噪声,改进了过零测频方法。对含有40%低频和高频谐波的500 kV线路的故障电压进行仿真,试验结果表明当采样数据的窗长为4个工频周期时,该方法的测频误差小于0.05 Hz,且延时仅为2个工频周期,其抗谐波、抗噪声和动态响应特性优于傅氏测频法,能够满足电子式互感器应用环境下实时测频的要求。     

直流光学传感频谱迁移测量法及其实现方案

首先分析了法拉第光学直流电流互感器的信噪频带重叠现象及低频噪声的影响,提出了直流光学传感频谱迁移测量法,推导了光学调制和信号解调方法的数学模型。其次设计了直流光学传感频谱迁移测量法的实现方案。最后对所设计的直流光学电流测量系统进行了误差分析及特性试验。实验结果表明,该测量系统具有较高的测量精度,能够消除信噪重叠现象,证明了该方法的实用性。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于声发射信号的煤岩界面识别研究

为实现采煤机煤岩截割过程中滚筒高度的自动调节控制,提出一种基于声发射信号的煤岩界面动态识别方法,测试和提取不同煤岩截割比例条件下的声发射特征信号。采用时域分析方法得到不同工况下的时域指标,采用小波分析方法提取煤岩截割的声发射信号特征值,建立不同煤岩截割比例条件下声发射信号的最小隶属度函数,实现煤岩截割比例的实时在线监测。实验室截割实验测试结果表明,滚筒实际煤岩轨迹与截割煤岩轨迹之间差值的平均值、方差、标准差很小。实验结果验证了该识别系统的精确性与可靠性。     

长线频域测试法研究

本文根据长线传输理论,提出了一种通过长线端口的频率特性来推算其工作状态和各种参量的频域测试法。与传统长线的空域测试法相比,它具有不破坏长线的原工作状态、自动化程度高、测量迅速的特点;其误差可以分析和控制。特别是“频域测试法”可以直接观察传输线的工作状态与负载随频率变化的特性,在高频电信号传输和辐射工程中有很大实用价值。文中给出了长线“频域测试法”的理论分析和测试实例。     

自动测试系统中用户界面软件的设计

本文对自动测试系统的用户界面软件进行了研究，提出了采用Ｗｉｎｄｏｗｓ（窗视）技术实现用户界面的方法，并对虚拟面板的设计和自建字库汉化界面等方法给出了具体的实现步骤。结果表明：一个设计良好的用户界面，对提高测试软件的质量，方便测试系统的操作，起着重要的作用。     

非接触式电压相量测量算法

同步相量测量技术为电网动态安全监测提供了数据基础,非接触式电压传感技术具备安全、便捷、成本低的优势,有利于测量装置实现海量布点。现有非接触式电测量的缺陷在于复杂电压经探头传变后二次侧输出电压发生畸变,难以还原一次侧电压相量。为解决电压畸变问题,文中提出了一种对带内信号分频计算的相量测量算法。首先对探头输出电压进行预处理,滤除带外信号与噪声,随后采用矩阵束法计算带内信号频率,以此构建信号模型进行时域拟合求解带内信号相量,最后将带内信号相量还原至一次侧后合成得到综合相量。仿真结果表明,所提方法能够利用探头二次侧输出电压采样值计算一次侧电压相量。实验数据显示所提方法的幅值测量误差小于4.5%,相位误差小于1°,频率误差小于0.04 Hz,频率变化率误差小于4 Hz/s。