基于单片机的相位测量仪电路设计.doc
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2023-07-01
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沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）
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第 1 章 绪论
相位测量仪是电力部门、工厂和矿山、石油化工、冶金系统进行二次回路检查的
理想的高精度仪表。尤其适用于电能计量、用电检查、继电保护、差动检测、电力建
设和变送电工程等。是电力系统各部门的必备仪器之一。
1.1 课题研究背景
在电子测量技术中，相位测量时最基本的测量手段之一，相位测量仪式电子领域
的常用仪器。随着相位测量技术广泛应用于科学研究、实验、生产实践等各个领域，
对相位测量技术的要求也向高精度高智能化方向发展，在低频范围内，相位测量在电
力、机械等部门具有非常重要的意义。
基于数字式相位测量仪的高精度、高智能化、直观化的特点，工业上常常用此进
行低频信号相位差的精确测量。同频信号间相位差的测量在电力系统、工业自动化、
智能控制及通信、电子、地球物理勘探等许多领域都有着广泛的应用。尤其在工业领
域中，相位不仅是衡量安全的重要依据，还可以为节约能源提供参考。
1.2 课题研究内容
1.2.1 相位测量
相位差的测量原理主要有三种：过零检测法——基于对信号波形的变换比较；倍
乘法——基于对傅氏级数的运算；矢量法——基于对三角函数的运算。
过零点检测法是一种将相位测量变为时间测量的方法。其原理是将基准信号的过
零时刻与被测信号的过零时刻进行比较，由二者之间的时间间隔与被测信号周期的比
值推算出两信号之间的相位差．这种方法的特点是电路简单，且对启动采样电路要求
不高，同时还具有测量分辨率高、线性好和易数字化等优点．
倍乘法：任何一个周期函数都可以用傅氏级数表示，即用正弦函数和余弦函数构
成的无穷级数来表示，倍乘法测量相位差所用的运算器是一个乘法器，2 个信号是频
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