4.1 LEM型電流、電壓傳感器引起的誤差

　　本系統凋理電路中的傳感器有多個LEM霍爾模塊型電流傳感器、LEM模塊型電壓傳感器。電壓、電流傳感器所產生的誤差，一方面由其自身的精度引起，另一方面還受傳感器的使用正確與否和外磁場干擾的影響。

　　LEM霍爾電壓、電流傳感器的線性度好，精度高，但使用不當也會引起測量誤差，如當直流電流通過原邊線圈時，傳感器尚未接電源，或者次級線圈開路，使次級線圈回路不能提供相應的補償電流，造成聚磁環磁化，產生剩磁，從而影響測量精度。

　　本系統一方面將LEM模塊放人磁場屏蔽罩中以避免外磁場的干擾，另一方面嚴格遵守系統測試操作程序，使整個系統只有在傳感器接通電源的條件下才有可能開始測試，以避免聚磁環被磁化。

　　經過多次重復測量，測量結果見表1，證實了調理電路存在系統誤差。此系統誤差有這樣幾個來源：5A電流傳感器誤差為±0.5%;PM3300功率分析儀測量誤差為±0.05%;采樣電阻的精度為±0.1%;接線誤差等。在這里將每路輸出用輸入值=輸出值÷(1-0.4%)的方法來減小系統誤差，實踐證明此方法是行之有效的。

　　4.2 非同步采樣引起的誤差

　　同步采樣是指被測周期信號f(t)在時間區間[t0,t0+T]內按等間隔Ts,采樣N+1個點，它要求：1)采樣間隔相等;2)采樣間隔乘以N(N為每周期的采樣點數)應嚴格等于被測信號的周期，即Ts×N=T。如果恰好等于被測信號的1個周期，則為理想化的同步采樣，當采樣點數符合采樣定理時，不存在同步采樣誤差[4-5] 。但在實際的微機測試中，被測信號周期和采樣間隔一般以微處理器的計數值表示，為正整數，在除法運算時會產生舍入誤差，這樣，采樣間隔Ts≠T/N，從而引起同步誤差(稱周期誤差)，其大小為：

　　△T=N×Ts-T 如圖2,設測試系統的第1個采樣點在基頻的α1點。，第N個采樣點在α點，由于同步誤差△T的存在，α1≠α2，這時實際采樣間隔為：

　　由此可見，同步誤差是由于測試系統所用的微處理器的系統頻率不能無限高，其計數周期不能無限小、電網電壓的波動等因素引起的。

實際工作中，不可能做到同步采樣，這就引起了非同步采樣誤差。當存在同步誤差時，采樣起始點位置與有效值、有功功率測量方法誤差有關系。選擇適當的采樣起始點位置可減小甚至可消除同步誤差對信號有效值、有功功率的影響。在“最佳采樣起始點”附近采樣時，誤差很小，工程實現方便。傳統的“恰過零點采樣”是一種不利于抑制同步誤差影響的方法。

　　利用HP VEE中任意波形發生器產生標準波形進行仿真實驗，可以得出：測量正弦波信號的有效值“最佳采樣起始點”在0°左右;測量正弦波的諧波含量，“最佳采樣起始點”在60°左右。表2為不同采樣起始點同步誤差與有效值誤差、有功功率測量誤差的關系。

　　在計算功率時，對電壓、電流采樣的同時性要求很高，如果電壓、電流采樣不同時，相差t時間，則測得的功率中將有非同時采樣誤差：

　　δ=|wttanρ|×100%

　　式中ρ-功率因數角;w-采樣信號的角頻率[6] 。

　　由式(5)知，隨著功率因數的減小，非同時采樣誤差將急劇增大，因此系統應充分考慮這一誤差。因使用1個A/D轉換器無法完成對電壓信號和電流信號同時采樣的任務，所以本系統采樣時同時啟動3個A/D轉換器，讓電壓模擬量和電流模擬量分別進人A/D轉換器，從而使非同時采樣誤差對系統精度的影響達到最小程度。

　　5 結論

　　設備選擇是關鍵，誤差處理也很重要。通過以上的誤差處理，該測試系統的測量精度如下。

　　穩態電壓：±1.0%

　　瞬態電壓：±0.5%

　　穩態頻率：±0.4%

　　電流：±1.0%

　　相移：±0.5°

　　功率：±1.5%

　　實踐證明，該系統能為國產飛機電源系統的設計定型提供有力的依據。