[发明专利]低频信号频率测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及频率测量技术领域，特别是涉及一种低频信号频率测量方法和装置。

背景技术

电力科学研究、高精度电力仪器的校准、大量新技术在电力系统的应用对信号频率特别是低频率测量精度的要求越来越高。电网运行额定工频为50Hz(赫兹)，属于较低的频率。从控制的角度看，10mHz(毫赫兹)的频率测量精度也许是足够的。但在一些新技术应用上，需要有高精度的频率参考，则10mHz的频率测量精度远远不够。因而针对低频率信号的高精度频率测量对电力系统有特别重要的意义。

随着高精度频率测量技术的发展，实现频率测量的精度也越来越高，但很多高精度的频率测量技术是针对高频信号的，并不适合较低频率的测量。测量低频信号频率的通常方法是零交法(zero-crossing algorithm)。该方法通过检测信号波形的过零点，利用1个或数个周期过零点的时间间隔来推算出此段波形的频率。然而研究结果表明，在有噪声干扰情况下，零交法测量出的频率值不是很精确。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种测量精度较高的低频信号频率测量方法和装置。

一种低频信号频率测量方法，包括步骤：

获取预设数据长度的频率测量信号；

测量所述频率测量信号的频率，得到初次频率测量值，并将所述初次频率测量值作为点频滤波的当前点频率；

对所述频率测量信号进行点频滤波，得到点频滤波信号，并将点频滤波的次数加1；

测量所述点频滤波信号的频率，得到输出信号频率值，根据所述输出信号频率值与所述当前点频率的差值确定所述频率测量信号的频率测量值；

若所述频率测量值与所述当前点频率的差值小于预设误差值，或所述次数等于预设循环数，输出所述频率测量值；否则将所述频率测量值作为新的当前点频率，返回对所述频率测量信号进行点频滤波的步骤。

一种低频信号频率测量装置，包括：

频率测量信号获取模块，用于获取预设数据长度的频率测量信号；

频率测量模块，用于测量所述频率测量信号的频率，得到初次频率测量值，并将所述初次频率测量值作为点频滤波的当前点频率；

点频滤波信号生成模块，用于对所述频率测量信号进行点频滤波，得到点频滤波信号，并将点频滤波的次数加1；

频率测量值确定模块，用于测量所述点频滤波信号的频率，得到输出信号频率值，根据所述输出信号频率值与所述当前点频率的差值确定所述频率测量信号的频率测量值；

频率输出模块，用于在所述频率测量值与所述当前点频率的差值小于预设误差值时，或所述次数等于预设循环数时，输出所述频率测量值；否则将所述频率测量值作为新的当前点频率。

本发明通过对频率测量信号进行点频滤波，得到点频滤波信号，测量的点频滤波信号的频率不随连续激励时间变化，可有效消除减少噪声干扰的影响。点频滤波信号的频率成分单一，将频率测量值与点频率的差值与预设误差值进行比较，将点频滤波的次数与预设循环数比较，若差值小于预设误差值或次数等于预设循环次数，则得到输入信号的精确频率值，否则循环进行点频滤波、频率测量及比较的过程，直至得到输入信号的精确频率值。本发明对低频信号具有很高的频率测量精度和稳定性，在电力科学研究、低频率范围仪器的校准、电网主要参数的测量上具有重要的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明方法实施方式一的流程示意图；

图2为本发明步骤S130实施例的流程示意图；

图3为本发明具体实施例的应用效果示意图；

图4为本发明装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图以具体实施方式的形式对本发明低频信号频率测量方法作进一步地详细描述。

实施方式一

如图1所示，一种低频信号频率测量方法，包括步骤：

S110、获取预设数据长度的频率测量信号；

时间长度在离散域表述为数据长度，不同系统频率测量的预设数据长度也不同。可以根据数据采样频率、频率测量的信号时间长度，采用公式：数据采样频率×信号时间长度确定预设数据长度，例如电网频率实时测量的信号时间长度通常取0.2s(秒)，则预设数据长度＝数据采样频率×0.2s。

在预设数据长度条件下，将过程连续的输入信号转换为离散的数据序列存储，按数据序列的先后顺序输出频率测量信号。