基于LabVIEW构建虚拟频率测量仪

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年第2期《贵州电力技术》(总第92期)基于LabVIEW构建虚拟频率测量仪贵州送变电公司杨臻[550002]摘要论文研究了一种通过多周期平均计数方法和快速傅利叶变换来实现频率测量的多种波形的频率测量和频谱分析的虚拟仪器。这种测量方法运用改进的多周期平均计数的方法和设定一定的偏移量提高了频率测量仪的测量精度。论文在大量查阅相关文献的基础上，首先从理论上对频率测量仪的测量原理进行了较详细的阐述，对本文所用的方法进行了系统的研究。通过比较论证为系统选出了最佳的测量方法，建立了频率测量仪的数学模型。针对目前频率测量仪在实用化过程中遇到

2、的问题，分析了造成系统误差的因素，在比较了几种具有代表性的解决误差方法的基础上，提出了一种改进计数方法来克服系统中可能存在的误差。利用虚拟仪器开发平台——LabVIEW开发了系统虚拟仪器界面，并在该虚拟仪器界面下实现了频率的测量，提高了系统的测量精度，完成了在各种波形下频率测量仪的仿真。关键词频率测量仪多周期平均计数方法偏移量虚拟仪器随着个人电脑技术的出现，人们开始考虑使用经开始应用于航空航天、智能交通、汽车、医疗、教育电脑来处理传统仪器所测数据。在国外，1986年，等领域，由于虚拟仪器所具有的特点，使得越来越多美国NationalInstruments公司提出了“软件即仪器的人们

3、开始研究并把虚拟仪器应用在不同的领域之的口号”，推出了NI—I~hVIEW直观的流程图编程中。与其它领域应用的虚拟仪器相比，用于电力系风格的开发和运行程序平台，开启了虚拟仪器的先统专用的虚拟仪器必须在硬件电路的设计、选择和河。在国内，1985年，我国东方振动和噪声技术研软件设计等方面都需要进行特殊的考虑。究所开始提出PC卡泰(PCCATAI)一微机卡式采集1频率测量的原理及方案选择测试分析仪的概念，并推出数据采集和信号处理软件(DASPDataAcquisition&SignalProcessing)，随后电力系统频率稳定是近年来受到电力工程界广又提出了“把实验室拎着走”的口号，进

4、而进行了虚泛关注的课题。失去频率稳定性，会使系统频率崩溃拟仪器库平台的研发，实现了INV虚拟仪器库。而招致系统全停电，电力系统的频率反映了发电机组目前虚拟仪器的种类主要有以下几种：PC总线发出的有功功率与负荷所需有功功率的平衡情况。一插卡型虚拟仪器，其特点是仪器价格便宜，用途目前，人们对电力系统动态频率的定义普遍沿用物理广泛，特别适合于教学部门和各种实验室使用，目前学和电工学对标准正弦交流电频率即每秒变化的周仍有很强的生命力，但是，仪器多数没有抗混滤波器期数来定义，所以测量频率的较好的方法就是“周期且分时采样，其混叠现象和通道间相位差应予重视；法”。频率测量既是周期的测量，最基本的

5、方法是计PC端口一I_X'T并行口式、USB口式和1394口式虚数。本论文在比较了三点法；线性差值法；多周期平拟仪器，它们的最大好处是可以与笔记本计算机相均计数法；利用计数器测量等方法后，最终选定了多连，方便野外作业，又可与台式PC机和工控机相周期平均计数的方法J。这种方法可以对多个周期连，实现台式和便携式两用，非常方便。特别是USB采样信号进行计数，然后求其平均值作为频率的测量口和1394口具有于传输速度快、可以热插拔、联机值。假定采样频率为，共采集m个周期的信号，用使用方便的特点，很可能成为未来虚拟仪器的主流计数的方法找到各个周期的样本个数，分别为Ⅳ1，平台；PXI总线方式虚拟

6、仪器。PXI具有高度可扩展FFⅣ2，⋯，Ⅳm，那么对于各周期的频率值分别为，，性，可扩展到256个扩展槽。把台式PC的性能价’1’2格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起F⋯，，考虑到m个周期的频率的平均值，有来，将形成未来主流的虚拟仪器平台之一⋯。Vm虚拟仪器至今在国内还是一个相当新的概念，Flll但这些年来其应用的增长还是非常迅速的，现在已厂(+袁。+‘1)·29·维普资讯http://www.cqvip.com2007年第2期《贵州电力技术》(总第92期)本论文就是在运用这个基本原理的基础上，结正弦波，一个是方波，其前面版的不同现实如图l合LabVIEW进行虚拟频率测量

7、仪的仿真，因为Lab．所式。VIEW提供了各种常用的包括信号时域分析、相关(2)程序框图设计分析、曲线拟合、微分、积分等信号分析、处理所需的程序框图是以图形表示的LabVIEW程序源代“图标”。这些图标各自对应一段软件子程序，可在码，是实现程序功能的核心。仿真的程序框图的原流程图窗口中的“Functions”功能模板上的“Signal理如第二章中所述的，多周期的平均计数方法原理Processing”和“Mat}lematics”子模板上方便的调出，一致在数据采集环境下