1.采样频率的选择在交流采样技术中，为了防止“频率混叠”现象出现，使采样信号能够不失真还原，根据奈奎斯特采样定理，高频率fh的2倍，即fs≥2fh。但是采样频率选择得过高，即采样间隔小，每个采样周期采样点数过多，则会造成数据存储量过大和计算时间过长。

2.电压、电流的采样根据周期连续函数的有效值及平均功率的定义，将连续函数离散化，可得到电压、电流表达式为式中，N为每周期均匀采样总数；Uk，ik为第k点电压、电流采样瞬时值。

3.相位测量同时对两个同频信号x1（t）、x2（t）采样，得时间序x1（k）、x2（k），k＝0，1，2，…N－1求出它们的基波傅里叶系数a11、b11及a12、b12，计算式为分别求出两个同频信号的初相位ψ11、ψ12ψ11＝arctgψ12＝arctg最后两个信号的相位差ψ是名个信号的相位角之差，即：ψ＝ψ11－ψ12。

4.失真度测量通常将信号波形相对某一比较波形出现差异的现象叫做信号畸变。

我国电力部门对电网波形失真规定，对6～10kV等级的电网，规定电网电压失真度不能超过4％。

输出波形的畸变常用动态频率误差来描述，因为这种波形畸变产生的主要原因是测量系统本身动态性能不理想，频带不够宽所致。但该问题可以采用补偿法给予修正。

为防止泄漏，应使截取信号长度tp为信号周期T的整数倍，即：tp＝NT（N为正整数）。在tp＝NT时间内的采样点数N要足够多，以使获得的谱线数n＝1（基波）至n＝N／2（最高谐波次数）满足失真度分析精度的要求。

5.功率、视在功率、有功功率、无功功率测量功率、视在功率、有功功率、无功功率可直接按电工公式得到，在此省略。

数据采集系统的基本结构数据采集就是将外部电压、电流、温度、压力等物理信号进行数字量化后送入计算机系统进行处理的过程。计算机数据采集系统的基本结构如所示。

连续的模拟输入信号先经过一个低通滤波电路滤波，然后由采样保持器（Sampling－and－HoldingAmplifier，SHA）每隔一个采样间隔采集保存一个信号量，再由模数转换器量化为二进制码，即计算机可接受的数字信号，接着转换的数据经过各种途径进入计算机系统进行处理。

计算机数据采集系统由传感器、信号调理、数据采集硬件、数据传输总线、计算机主机和软件组成，简要介绍如下。

1）传感器把各种需采集的物理信号转换成电信号。

2）信号调理从传感器输出的信号必须经过调理才能够进入数据采集部分。

3）数据采集硬件包括采样保持器和模数转换器，是决定采集系统性能的核心。

4）数据传送总线数据采集单元和计算机通过各种总线实现连接，各种总线的数据宽度、频率、传输协议等决定数据传输的快慢和采集卡在系统中的使用性能。

5）软件由驱动软件和应用软件组成。驱动软件管理着系统的操作以及计算机资源的组合，是驱动硬件工作，发挥其作用的关键。应用软件是一般计算机数据采集系统区别于虚拟仪器的关键所在：一般计算机数据采集系统应用软件开发环境为普通高级语言开发环境，虚拟仪器应用软件开发环境为专门的虚拟仪器开发环境，其选择是否恰当与虚拟仪器系统功能是否容易实现有密切关系。

1.数据采集总体方案a11b11a12b12前置电路采样保持器ADC计算机总线计算机存储器数据采集系统基本结构1N∑Nk＝1uk2U＝1N∑Nk＝1ik2I＝Nk＝0N2∑N－1x1（k）coska11＝2πNk＝0N2∑N－1x2（k）coska12＝2πNk＝0N2∑N－1x1（k）sinkb11＝2πNk＝0N2∑N－1x2（k）sinkb12＝2π辑在硬件结构上，该测试系统可以看成计算机数据采集系统，因此，其硬件构成主要由前端信号调理板和数据采集卡两部分。在软件构成上，需要进行设备驱动程序的设计和运用虚拟仪器开发环境进行虚拟面板的开发，总体设计框图如所示。

2.数据采集卡的设计（1）数据传送电路方案的选定目前，三种数据传送方式较为常见：基于PCI总线的传输电路、基于USB总线的传输电路和基于ISA总线的传输电路。基于PCI总线数据传输是当前流行的接口方式，具有数据传输速度快、数据吞吐量大、中断设置灵活等优点，但PCI总线结构和协议复杂；基于USB2.0总线数据传输是今后的发展方向，具有传输接口简单、支持即插即用等优点，但软件协议复杂；基于ISA总线数据传输是目前在工业控制领域里仍广泛采用的方案，具有协议简单，设计简单，开发周期短，开发难度低，数据传输速度较快等优点。因此，选择ISA总线数据传输方案。

（2）硬件同步采集方案选择解决同步采样和锁相问题是解决电力系统各种测量问题的基本保证。为了保证对采集的交流电信号进行FFT分析的精度，必须使FFT的计算周期与信号周期同步，否则将引起较大误差；当对电力信号所采集的N个等间隔样本点并不恰好均匀地分布在一个整周波内时，就会造成测量误差。因此，硬件同步采集方案采用同步采集技术和频率跟踪锁相技术来实现。

（3）数据读入方式选择数据采集电路将调理后的现场信号以一定频率进行采集并存储在片内或片外的缓存器后，需要尽快地通知PC总线，以便PC机能及时地将数据取走，有以下三种方式。

1）查询方式通过程序依次查询某地址单元，然后读取数据，编程虽简单，但实时性差，在此不宜采用。

2）DMA方式将外部存储器地址与PC机内存统一编址，易实现高速数据传输，CPU负担最小，数据吞吐量最大，但需DMA芯片支持，硬件电路实现相对复杂。

3）中断方式数据转换完成后，以硬中断信号的方式，通知PC机读取，具有执行速度快，可实时处理，不占用CPU过多时间等优点。

综合上面三种方式，我们选择基于PC中断方式读取数据。

3.软件方案设计在虚拟仪器的概念中，“软件就是仪器”。虚拟仪器系统所用的软件，除了计算机所必须的操作系统等基本软件外，还需要设备驱动程序软件和用户应用程序。

目前有两种较流行的虚拟仪器开发环境：传统高级编程语言，如VB、VC＋＋等；可视化图形编程语言，如LabVIEW、HPVEE等。采用传统语言作为虚拟仪器开发环境，不仅复杂，而且有些功能无法实现，源代码效率低，从开发效率和效果看，不是最佳方案。为此采用美国NI公司的LabVIEW来编制虚拟仪器系统应用程序，而与数据采集卡驱动程序的通信采用Windows环境下动态链接库（DLL）实现，这样不仅可以实现较复杂的接口功能，而且还可以发挥LabVIEW应用的灵活性，使得虚拟仪器开发起来简单快捷。

LabVIEW是专门用于虚拟仪器开发的图形化软件编程平台，目前最新版本为8.0.在这个平台上，各专业领域的工程师、科学家们通过定义和连接代表各种功能模块的图标来方便迅速地建立高水平的应用程序。

在这个软件环境中，提供了一种像数据流一样的编程模式，用户只要连接各个逻辑框图即可构成程序。同时，还以图形方式提供了大量的波形显示和信号分析处理程序库，利用此软件平台可大大缩短虚拟仪器测控软件的开发时间，而且在这个平台上用户可以建立自己的测试方案。http://www.grainyq.com