【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電數字數據處理，具體涉及一種測試計量線性度的方法。
技術介紹
1、電能表和用采終端作為計量設備，其數字采樣器件(一般為計量芯片)的線性度直接影響了計量準確度。一般情況下，對于計量設備的校準會選取若干個校準點，對校準點進行校準后，認為校準點之間為近似線性，再對其它位置進行校準。如果采樣器件的線性度較差，會直接影響計量設備的計量精度。
2、對于數字采樣器件的線性度測試，常規方法是直方圖法，但是該方法只適用于數字采樣器件位數較少的情況，例如采樣頻率為12.8khz、位數為16bit的器件，理論上保證每個編碼至少有一個采樣點所需的時間為：216/12800＝5.12秒。而現代數字采樣器件的位數較高，一般為24bit，則同樣采樣頻率下所需時間為：224/12800＝1310.72秒，測試時間非常長。
3、另一種針對高分辨數字采樣器件的線性度測試方法是擬合法，該方法僅需要測試部分點，使用曲線擬合的方法對整個輸出曲線進行擬合，但是這個方法需要高精度直流源、高精度萬用表，整個測試流程較為復雜，并且測試儀器的成本較高。
技術實現思路
1、本專利技術提出了一種電能表及用采終端計量線性度測試方法，其目的是：解決現有測試計量線性度方式存在的測試時間長、依賴高精度儀器的問題。
2、本專利技術技術方案如下：
3、一種電能表及用采終端計量線性度測試方法，步驟包括：
4、步驟1、信號發生器輸出頻率為fo的正弦信號至被測試的電能表或用采終端；
5、步驟2、獲取電能表或用采終端輸出的數字信號；
6、步驟3、截取數字信號中的一個周波，得到采樣點序列s；
7、步驟4、根據采樣點序列s計算頻率為fo處的幅值和相位；
8、步驟5、根據頻率為fo處的幅值和相位建立采樣點序列s與輸入電壓的對應關系；
9、步驟6、根據采樣點序列s與輸入電壓的對應關系，求取采樣器件的擬合響應曲線的參數；
10、步驟7、根據擬合響應曲線的參數，計算采樣器件的理想響應曲線；
11、步驟8、根據擬合響應曲線參數和理想響應曲線參數，通過建立線性度編碼索引的方式計算采樣器件的線性度。
12、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進：步驟1中，正弦信號的頻率fo應滿足如下關系式：
13、
14、其中，m和fs分別為被測試的電能表或用采終端的數字采樣器件的位數和采樣頻率。
15、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進，步驟4的具體過程為：
16、首先通過傅里葉變換計算頻率為fo處的幅頻響應：
17、
18、式中，s[k]為采樣點序列s的第k個采樣點數值，cs為采樣點序列s的采樣點數量；
19、然后令：s′[1]＝a+bj，求出a和b；
20、再計算頻率為fo處的幅值afo和相位
21、
22、
23、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進，步驟5中，對于采樣點序列s中第k個采樣點，其對應的輸入電壓u[k]為：
24、
25、其中，afo和分別為步驟4中得到的頻率為fo處的幅值和相位，cs為采樣點序列s的采樣點數量。
26、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進，步驟6的過程為：
27、設擬合響應曲線為αx2+βx+γ＝y，則有以下方程組成立：
28、αs[k]2+βs[k]+γ＝u[k]k＝0，1，…，cs-1；
29、s[k]為采樣點序列s的第k個采樣點數值；
30、將上述方程組以矩陣形式表示為：
31、xγ＝y；
32、其中：
33、
34、
35、y＝[u[0]u[1]…u[cs-1]]t；
36、通過最小二乘法求解該矩陣，可得擬合響應曲線的參數為：
37、γ＝(xtx)-1xty；
38、其中，(·)t表示矩陣轉置操作，(·)-1表示矩陣求逆操作。
39、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進，步驟7的過程為：
40、首先，設擬合響應曲線為αx2+βx+γ＝y，將x＝0和x＝2m代入擬合響應曲線中，得到對應的電壓值和
41、
42、
43、然后，計算理想響應曲線參數：
44、
45、
46、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進，步驟8包括：
47、步驟8-1：按照0-2m的順序，建立線性度編碼索引，以表示第i個索引，且索引與索引值相等：
48、步驟8-2：遍歷所有的索引，對于通過理想響應參數和擬合響應參數得到對應的實際索引x*[i]，然后將與x*[i]之差作為采樣值為i時的線性度值。
49、作為所述電能表及用采終端計量線性度測試方法的進一步改進，步驟8-2的具體步驟為：
50、步驟8-2-1、計算索引處的理想響應
51、
52、步驟8-2-2：計算響應為時的實際索引x*[i]：
53、
54、步驟8-2-3：采樣值為i時的線性度值：
55、相對于現有技術，本專利技術具有以下積極效果：
56、本專利技術利用等間隔采樣的特點，通過對正弦信號的相位估計和幅值估計建立采樣點與輸入電壓的對應關系，再進一步通過最小二乘法實現對實際響應曲線的擬合，從而基于較少的采樣點實現了線性度的測試，縮短了測試時間，降低了對測試儀器的依賴。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于步驟包括：
2.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于：步驟1中，正弦信號的頻率fo應滿足如下關系式：
3.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟4的具體過程為：
4.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟5中，對于采樣點序列S中第k個采樣點，其對應的輸入電壓U[k]為：
5.如權利要求4所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟6的過程為：
6.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟7的過程為：
7.如權利要求6所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟8包括：
8.如權利要求7所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟8-2的具體步驟為：
【技術特征摘要】
1.一種電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于步驟包括：
2.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于：步驟1中，正弦信號的頻率fo應滿足如下關系式：
3.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟4的具體過程為：
4.如權利要求1所述的電能表及用采終端計量線性度測試方法，其特征在于，步驟5中，對于采樣點序列s中第k個采樣點，其對...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉笑菲，王文國，姜可賢，戴志勇，呂廣超，陳玉偉，林明，譚秀林，楊云飛，王子涵，張旭，
申請(專利權)人：煙臺東方威思頓電氣有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。