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什么是采样?

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  • 发布时间:2015/11/7 16:58:17
  • 作者:ly_yinhe

  “采样”是将现场连续不断变化的模拟量的某一瞬间值,作为“样本”采集下来,供计算机系统计算、分析和控制之用。采样分为“直流采样”和“交流采样”两种。

直流采样和交流采样定义

  直流采样:将u,i等交流模拟量经过降压、整流,变为相应的直流电压信号,再由模/数(A/D)转换器转换成相应的数字量的测量方法。

  交流采样:交流采样是相对直流采样而言,它是指对交流电流和交流电压采集时,输入至A/D转换器的是与电力系统的一次电流和一次电压同频率、大小成比例的交流电压信号。

直流采样简介

  直流采样是将交流模拟量(u,i等)经过起隔离和降低幅值作用的电压传感器/电流传感器后,先进行整流和滤波转换成相应的模拟直流电压信号,然后再由模拟/数字转换器(A/D)转换成相应的数字量。一般是把交流电压、电流信号经过各种变送器转化为0~5V的直流电压或0~20mA直流电流,再由各种装置和仪表采集。

01直流采样的特点

  1、 直流采样对A/D转换器的转换速率要求不高,软件算法简单。只要将采样结果乘上相应的标度系数便可得到电流、电压的有效值,因此采样程序简单。

  2、 直流采样因经过整流和滤波环节,转换成直流信号,因此抗干扰能力较强。

  3、 直流采样输入回路,因要滤去整流后的纹波,往往采用R-C滤波电路,其时间常数较大(一般几十毫秒~几百毫秒),因此采样结果实时性差,而且无法反映被测模拟量的波形,尤其不适合用于微机保护和故障录波。

  4、 变送器电路中采用的非线性元件如铁心、整流二极管等都引起误差。

  5、 直流采样需要很多变送器,硬件数量多,接线繁琐,占用平面多。

交流采样简介

  交流采样是将交流模拟量(u,i等)经过电压传感器/电流传感器后,不进行整流,仍以交流模拟信号直接提供给模拟/数字转换器(A/D)进行采样,然后通过计算得到被测量的有效值等需要的参数。交流采样法包括同步采样法、准同步采样法、非同步采样法等几种。

01交流采样的特点

  交流采样是直接对交流电流和电压的波形进行采样,然后通过一定算法计算出其有效值,并计算出P、Q值。交流采样有如下主要特点。

  1、 实时性好。它能避免直流采样中整流、滤波环节的时间常数大的影响,因此在微机保护中必须采用交流采样。

  2、 能反映原来电流、电压的实际波形,便于对所测量的结果进行波形分析。因此在需要谐波分析或故障录波的场合,必须采用交流采样。

  3、 有功功率和无功功率是通过采样得到的u、i计算出来的,因此可以省去有功功率和无功功率变送器,可以节约投资并缩小测量设备的体积。

  4、 对A/D转换器的转换速率和采样保持器要求较高。为了保证测量的精度,一个周期内,必须保证有足够的采样点数,因此要求A/D转换器要有足够的转换速度。

  5、 测量准确性不仅取决于模拟量输入通道的硬件,而且还取决于软件算法,因此采样和计算程序相对复杂。

  直流采样和交流采样是两种不同的采样方式,各有各的特点和应用场合。但从发展的眼光看,随着大规模集成电路技术的提高,A/D转换器的转换速度和分辨率也不断提高,而且交流采样的算法也有多种方法可供选择,因此采用交流采样是一种发展的趋势。