功率平均处理和数据采集过程

测试需求功率计等测量仪器测试的电压、电流、功率等数据一般都是有效值或平均值，因为信号存在高频噪声，或是受负载影响存在波动，都会导致测试的数据存在波动，无法得到稳定数据。解决办法还是有不少的，比如延长测试时间，假设原来的测试时间是1s，那么可以把时间延长到5s甚至10s，时间延长了数据必然会更加稳定。

但是时间延长后带来的问题就是同样的时间内测得的数据点数变少，假如一份报告测试的数据点数一定的话，那么测试时间就会延长数倍以上，这在很多场合是无法接受的。那么除了延长时间之外，还有就是功率计里的平均功能。平均功能是对采样数据执行平均处理，能直接支持平均处理的测量功能有：U、I、P、S、Q等值。平均处理包括指数平均和移动平均两种处理方式，下面介绍两种方式的区别和应用。

指数平均选择指数平均法，用户可设定衰减常数对电压或电流有效值、有功功率的瞬时值（采样数据）进行指数平均，去除被测量的高频成分。其中衰减常数可以手动设置，衰减常数设置值越大测量值越稳定，对输入变化的响应速度也就越慢，也就是说测量延迟会相应变长。该平均法常用于信号中存在高频信号，通过设定衰减常数减小高频信号对数据的干扰，公式如下：Dn=Dn-1+（Mn—Dn-1）/K移动平均移动平均法，用户可设定移动个数对电压或电流有效值、有功功率的瞬时值（采样数据）进行移动平均，其原理是采集N个信号之后对这些数据求平均，其中移动个数N可以手动设置，移动个数设置值越大测量值越稳定，同样对输入变化的响应速度也就越慢，该平均方法多用于信号本身存在波动的情况，比如因负载波动导致信号本身波动，就建议用移动平均，移动平均公式如下：Dn=（Mn-（m-1）+Mn-（m-2）+…Mn-2+Mn-1+Mn）/m。

数据采集系统的核心是中心控制逻辑单元，它对整个系统进行控制和数据处理。数据采集需要经过两个必要的过程：采样和量化。采样过程是将被测的连续信号离散化，从连续信号中抽取采样信号的时刻值。采样过程由采样/保持器（S/H）完成。S/H可以取出输入信号某一瞬间的值并在一定时间内保持不变；在采样方式下，S/H的输出必须跟踪模拟输入电压；在保持方式下，S/H的输出将保持采样命令发出时刻的电压输入值，直到保持命令撤消为止。

采样保持器输入的是连续信号，输出的是离散信号，即采样信号。在采样过程中，采样波形是具有一定幅度的脉冲，采样保持器输出的是对输入连续信号调制后的脉冲信号，输出信号可以看成是连续信号与脉冲信号序列的乘积。采样获得的信号仅仅是连续信号在采样时刻的值，“为了使采样信号能完全恢复连续信号的频率f（t），采样频率必须不小于信号最高有效频率的2倍”，此定理称为采样定理。模拟信号经过采样保持后就送入模数转换器进行量化，然后将转换成的数字信号输入到中心控制逻辑单元，最后存入存储单元。