Применение метода Тейлора для измерения частоты электрических сетей

Среди существующих методов измерения частоты метод Тейлора обладает высокой точностью и малым временем измерения. Рассматриваемый метод предназначен для измерения частоты синусоидального сигнала. Для применения данного метода в реальных электрических системах необходимо дополнительное использование низкочастотного или полосового фильтра. Для повышения точности данного метода требуется дополнительное измерение амплитудного значения входного сигнала. В статье рассмотрено влияние погрешности измерения амплитудного значения на погрешность измерения частоты рассматриваемым методом. Получено аналитическое выражение связывающее составляющие погрешности измерения мгновенных значений входного сигнала и погрешности измерения частоты. Рассмотрено влияние аддитивных, мультипликативных и нелинейных составляющих погрешности. Показано, что основной причиной возникновения погрешности измерения частоты является погрешность линейности измерительного канала, влияние которой может быть оценено с помощью параметра дифференциальной нелинейности (как правило, указан в техническом описании применяемого АЦП). Указаны особенности применения данного метода для случая полигармонического входного сигнала. В программном пакете Simulink построена модель, дающая возможность оценить методическую погрешность измерения частоты рассматриваемым методом измерения. Имитационное математическое моделирование, позволяющее оценить правильность полученных аналитических выражений, выполнено с помощью программных пакетов Matlab 8.4 и Simulink 8.
– Among the existing methods of frequency measurement, the Taylor method has high accuracy and short measurement time. This method is designed to measure the frequency of the sinusoidal signal. The application of this method in real electrical systems requires the additional application of a low-pass or band-pass filter. To improve the accuracy of this method requires the additional measurement of the amplitude value of the input signal. The article considers the influence of the measurement error of the amplitude value on the frequency measurement error of the considerate measurement method. The analytical expression of influences of the input signal error components of instantaneous values to the measurement error of frequency is obtained. The influence of additive, multiplicative and nonlinear components of error is considered. It is shown that the main cause of the frequency measurement error is the nonlinearity of the measuring channel, the effect of which can be estimated by using the differential nonlinearity parameter. The features of application of this method for the case of polyharmonic input signal are considered. In the software package Simulink built a model that allows to estimate the methodological error of frequency measurement by the considered measurement method. Simulation mathematical modeling, which allows to evaluate the correctness of the obtained analytical expressions, was performed using software packages Matlab 8.4 and Simulink 8.
№4(24) (2019)