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integración digital. Se deben tener en cuenta tanto los amplificadores de entrada como el
convertidor analógico-digital tienen un compensador finito y no deseable, que debe ser eliminado
antes del proceso de integración. El software del analizador incluye un filtro digital cuya tarea
consiste en eliminar por completo la componente continua de tensión. La señal filtrada se somete
a la integración digital. La característica de fase resultante tiene unas propiedades excelentes y el
desplazamiento de fase para las frecuencias más críticas de 50 y 60 Hz es mínimo.
Proporcionar el desplazamiento de fase más pequeño entre las señales de corriente y voltaje
es crucial para asegurar pequeños errores de medición de potencia. El error estimado de
medición de potencia se puede expresar por la relación
Error de medición de potencia ≈ error de fase (en radianes) × tg(φ) × 100 %
donde tg(φ) es la tangente del ángulo entre la tensión y la corriente de sus componentes
fundamentales. De la fórmula anterior se puede concluir que los errores de medición aumentan
junto con la disminución del factor de desplazamiento de fase; por ejemplo, cuando el error de
fase de 0,1° y cosφ=0,5 el error es de tan sólo del 0,3%. De todos modos, para que las
mediciones de potencia sean exactas, la concordancia de las trayectorias de fase de tensión y
corriente debe ser la mejor.
Muestreo de la señal
3.4
Se muestrea la señal al mismo tiempo en los ocho canales y la frecuencia sincronizada con la
frecuencia del canal de tensión de alimentación de referencia. Esta frecuencia es de 10,24 kHz
para la frecuencia 50 Hz y 60 Hz.
Por consiguiente, un solo período tiene 204,8 muestras para la frecuencia de 50 Hz y 170,67
muestras para 60 Hz. Se utiliza el convertidor analógico-digital de 16 bits que proporciona el
sobremuestreo de 64 veces.
La atenuación analógica de 3 decibelios se ha especificado para las frecuencias de unos 12
kHz, mientras que el error de amplitud para la frecuencia máxima útil igual a 2,4 kHz (es decir, la
frecuencia del 40º armónico para la red de 60 Hz) es de aprox. 0,3 dB. El desplazamiento de fase
para la misma frecuencia es menor que 15°. La atenuación en la banda de parada es mayor de
75 dB.
Se debe tener en cuenta que para la correcta medición del desplazamiento de fase entre los
armónicos de tensión respecto a los armónicos de corriente y la potencia de estos armónicos no
es significativo el desplazamiento absoluto de fase respecto a la frecuencia fundamental, pero la
conformidad de las características de fase de las trayectorias de tensión y corriente. El mayor
error de diferencia de fase para f = 2,4 kHz es hasta 15°. Este error disminuye con la disminución
de la frecuencia que nos interesa. En la estimación de los errores de medición de potencia de
armónicos también se debe considerar un error adicional introducido por las pinzas y los
transformadores utilizados.
Sincronización PLL
3.5
La sincronización de frecuencia de muestreo se llevó a cabo por medio del equipo. La señal
de voltaje del canal de referencia después de pasar a través de los circuitos de entrada se dirige
al filtro de paso de banda, cuya misión es reducir el nivel de armónicos y pasar sólo la
componente fundamental de tensión. A continuación, la señal se dirige a los circuitos del bucle de
fase como una señal de referencia. El sistema PLL genera una frecuencia que es un múltiplo de
la frecuencia de referencia requerida para el convertidor analógico-digital. El canal de referencia
puede seleccionarse de entre las tensiones de fase (por ejemplo L1-N), o entre fases (L1-L2),
dependiendo de la red.
La necesidad de la aplicación del bucle de enganche de fase resulta directamente de los
requisitos de la norma EN 61000-4-7 que describe la metodología y los errores aceptables en la
medición de los armónicos. Esta norma requiere que la ventana de medición, que es la base para
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Current sensing for energy metering, William Koon, Analog Devices, Inc.
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