ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ ВЫХОДНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ СКЗ, ОСНОВАННОГО НА НИЗКОЧАСТОТНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

К.А. Суханова, А.Н. Серов
DOI: 10.25699/SSSB.2020.32.4.003 Download PDF
Аннотация: В настоящее время для измерения среднего квадратического значения (СКЗ) применяются цифровые методы измерения. Одним из популярных методов измерения является подход, в основе которого лежит низкочастотная фильтрация квадратов отсчетов. Данный метод обладает рядом достоинств, среди которых: возможность измерения как синусоидальных, так и полигармонических сигналов, высокая точность, простота анализа методической погрешности. Известно, что методическая погрешность измерения при применении данного подхода главным образом зависит от частотных характеристик используемых фильтров. По этой причине возникает задача определения аналитической зависимости, позволяющей выдвинуть требования к фильтру по заданной предельной погрешности измерения СКЗ. Другой задачей является поиск фильтра, позволяющего обеспечить наименьшую погрешность измерения СКЗ при наименьшем порядке и сложности реализации на элементной базе. В работе получены аналитические соотношения, позволяющие оценить методическую погрешность измерения СКЗ для случая синусоидального входного сигнала. Проанализировано влияние девиации частоты входного сигнала на погрешность измерения СКЗ. Были рассмотрены различные типы БИХ и КИХ цифровых фильтров, в том числе фильтры Баттерворта, Чебышева, а также фильтр с окном Кайзера и фильтр скользящего среднего. Случай фильтра скользящего среднего проанализирован более детально. Предложена методика определения порядка фильтра данного типа и способы снижения конечной погрешности измерения. Путем имитационного моделирования в программных пакетах Matlab и Simulink получены оценки погрешности измерения СКЗ применительно к сигналам реальных электрических сетей. Полученные аналитические соотношения подтверждены совпадением результатов имитационного и аналитического моделирования в контрольных точках.
Ключевые слова: среднее квадратическое значение, погрешность измерения, цифровая фильтрация, спектр сигнала

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство