同学们常常对如何计算交流信号的有效值感到好奇。
其实，这并非一个复杂的问题。在之前的文章中，我们已经提到了傅里叶变换在计算有效值方面的应用。现在，我将再详细解释一下使用方均根法来计算有效值。
图一展示了方均根的计算公式，而图二则描绘了三相交流信号的形态。
当三相交流信号经过信号调理和采样电路后，需要将其调整到AD的采样范围内，以确保信号既不会过载，也不会因信号过小而导致采样数值失真，从而影响后续的计算。
信号经过AD采样后得到采样值，这些值可以选择性地缓存起来。等一个完整的信号周期被采集完毕后，再利用方均根公式进行计算。也可以在得到采样值后直接进行平方、累加的操作。当采样周期结束时，计算出均值并开方即可得到结果。
为了更清晰地解释这个过程，下面我将使用伪代码进行说明。
WORD square[3] = {0, 0, 0}; // 用于存储每相的平方和
WORD Vrms[3] = {0, 0, 0}; // 存储每相的有效值
WORD factor[3] = {100, 101, 99}; // 根据实际情况初始化校正系数
BYTE sample_cnt = 0; // 采样计数器
// 当AD采样中断时执行的函数
void isr_AD(void) {
WORD sample_temp = 0;
WORD adc_buffer[3] = {0, 0, 0}; // 三相电压采样缓存
// 假设AD_RG0、AD_RG1、AD_RG2分别是三相信号的AD读取值
adc_buffer[0] = AD_RG0;
adc_buffer[1] = AD_RG1;
adc_buffer[2] = AD_RG2;
sample_cnt++; // 增加采样计数
for (BYTE i = 0; i < 3; i++) {
sample_temp = adc_buffer[i];
square[i] += sample_temp sample_temp; // 累加平方和
}
// 用于计算有效值的函数
void get_rms(void) {
INT32U corr_factor;
WORD res;
for (BYTE i = 0; i < 3; i++) {
res = square[i] / sample_cnt; // 计算均值
Vrms[i] = sqrt(res) factor[i]; // 计算有效值并乘以校正系数
square[i] = 0; // 重置平方和缓存
}
sample_cnt = 0; // 重置采样计数器
如此一来，每个采样周期都能更新一次有效值。对于使用这种方式进行故障检测的情况，若需要更快速地检测出故障，除了在每个采样点得到后立即计算一次有效值外，还可以考虑采用实时监测算法或更先进的信号处理技术来进一步加快有效值的计算速度。
通过上述方法，我们可以有效地计算并更新交流信号的有效值，从而为故障检测等应用提供支持。