交流电压/电流智能传感器信号处理技术的研究

摘要

传感器技术是信息获取的基础，智能传感器是传感器的重要发展趋势，是信息技术领域的一种前沿技术。智能传感器的一个核心内容是信号处理。因此对智能传感器信号处理技术进行研究具有很重要的理论和现实意义。
　　 本文首先介绍了传感器的组成以及发展趋势，阐述了智能传感器的特点和系统构成。鉴于交流电力对国民经济的重要意义，引出了对交流电压/电流智能传感器信号处理技术的研究。接着分析了交流电压/电流有效值U/I、电压/电流初始相位角θu0/θi0的传统定义法和噪声因素对这些电力参数测试精度的影响。提出、研究了基于误差最小均方法对电力参数U、I、θu0、θi0的获取方法。基于相关性原理，探索出了交流电力参数U、I、θu0、θi0的测试方法。研究了交流电力关键采样点对测试精度的影响，提出了基于误差LMS法、拉格朗日插值法的关键采样点估计方法。这些方法提高了测试精度、减少了运算量、简化了硬件、降低了成本，从而满足了智能传感器小体积、低成本、高性能的要求。本论文还在Windows XP操作系统中，利用Visual C++软件为作为开发平台，创建了交流电压/电流智能传感器信号处理的实验仿真平台，通过大量仿真实验，验证了基于误差最小均方法、相关分析法、以及基于拉格朗日插值法和误差LMS法对关键采样点的估计等信号处理方法。