CN110018343B - 用于估计信号性质的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于估计在电气系统中所感测的信号（1）的性质的方法，其包括下述步骤：感测信号（1），并且通过将感测信号（1）与至少一个阈值（2）进行比较以检测阈值跨越并且根据阈值跨越来估计基本周期来估计信号（1）的基波的基本周期。然后根据基本周期和/或根据在基本周期的长度的间隔期间的感测信号（1）来估计信号性质。根据本发明的电子设备包括微控制器和/或模拟电路，其实行用于估计信号的性质的方法。优选地，微控制器和/或模拟电路取决于通过用于估计信号的性质的方法所获得的结果来控制电子设备的其它部分。

Description

用于估计信号性质的方法
技术领域
本发明涉及用于估计信号的信号性质的方法，以及使用该方法来将自身适配于改变的信号性质的设备。
背景技术
基本上存在两种用于估计信号性质（比如例如，变化电压的有效电压）的已知方法。
首先，有可能在比几倍于针对基本周期的最高合理估计更长的时间内观察所测量的信号。假定是规律的振荡，该观察因此包括多个完整振荡以及另外的振荡的一部分。为了良好的估计，与来自完整振荡的测量相比，来自这种部分振荡的贡献应当是可忽略的。
虽然该方法易于实现，但是它很缓慢。如果基本频率是未知的且可能是较低的话，则强调这一点，因为人们需要假定用于该方法的最低合理频率。
第二种方法是使用傅里叶变换，例如，FFT算法。该方法可以给出非常精确的结果，但是需要显著量的计算能力，并且再次地，将难以在比最低合理频率的几个周期更小的时间帧中获得针对信号性质的合理估计。
发明内容
因此本发明的目的是创建一种用于估计信号性质的方法，该方法快速、在计算上容易、并且在很宽的基本频率范围上是可靠的。
本发明的解决方案由权利要求1的特征来指定。根据本发明，信号被感测，并且通过下述内容来估计信号的基波（fundamental）的基本周期：将感测信号与至少一个阈值进行比较以检测阈值跨越、根据阈值跨越来估计基本周期、以及根据基本周期和/或根据在基本周期的长度的间隔期间的感测信号来估计信号性质。
“感测”一个信号可以是利用比如模拟或数字伏特计或安培计的测量设备或者获得期望信号性质的另一方法所进行的测量。例如，比较器或其它电子组件可以被用来检测是否跨越了阈值，并且例如，具有电容和二极管的电路可以被用来保存出现在两个阈值跨越之间的最大电压，如果信号是电压的话。因此，在本文档的意义上，“感测”并不要求存在传统的测量设备。然而，利用测量设备来感测信号是优选的实施例，因为其允许使用现货组件，并且增加了灵活性。
应该通过该方法来估计其性质的信号是先验未知的。其可以是仅具有一个符号的波动信号、其可以是经整流的信号、其可以是恒定信号或交变信号。然而，应该有可能假定的是，如果存在某种波动，则该模式至少近似地自身重复并且重复至少几次，例如多于两次。为了易于解释，将由具有不同幅度和频率的正弦波形的总和来近似该信号。频率应该全部是一个最低频率的整数倍：在下文中，具有最低频率的正弦波形将被叫做“基波（fundamental）”。其具有基本频率、基本周期和基本幅度。其它频率将被叫做该基波的“谐波（harmonics）”。正弦波形的这种总和可以被整流、添加到恒定信号值、和/或停止以及再次开始。全部参数都可以随时间改变，但是这些改变与基本周期相比优选地较缓慢。
本发明不限于完美适合该模型的信号。然而，如果该模型是合理的近似，则最佳结果将被存档。如果信号并不很好地适合该模型，则其最低频率将被假定为是基本的。在一个实施例中，下限频率或上限周期，并且在其中没有在比该下限频率更大的频率的情况下检测到任何基波的情况中，基本频率被设置成下限频率，并且基本周期被设置成上限周期。
用以根据感测信号的阈值跨越来估计基本频率的简单方式是假定在一个周期期间跨越阈值两次或四次。因此，在未经整流信号的情况中，第一与第三阈值跨越之间的时间差，相应地在整流信号的情况中，第一与第五阈值跨越之间的时间差是针对基本周期的估计。为了估计信号性质，人们在该估计基本周期的长度的间隔期间观察信号。为了估计例如信号的峰值，人们可以将瞬时信号与自所估计的基本周期的开始直到结束所测量的最高信号值进行比较。为了估计例如基本频率，人们可以计算已经估计的基本周期的倒数。为了估计均值信号值，人们可以在一个基本周期的时间内对整流信号或信号的平方或信号本身求积分，并且将结果除以基本周期。可以通过在仅一个基本周期内感测信号和/或通过使用所估计的基本周期、利用类似的方法估计另外的信号性质。
代替简单地假定在一个基本周期期间发生固定数目的阈值跨越，人们还可以观察阈值跨越随时间推移的分布。这是一种在其中信号除了基波之外还包括谐波或噪声的情况中用以改善该方法的方式。
在一个实施例中，多于一次地估计信号性质。在全部情况中，利用权利要求1的方法但是以不同的次数来估计信号性质。由此获得大量信号性质估计。这些估计被求平均以便改善信号性质的估计的可靠性。
对所估计的信号性质求平均减少了由于错误地估计的基本周期所导致的误差。
在一个实施例中，将感测信号与两个或更多个阈值进行比较，以便检测阈值跨越。优选地，检测至少一个阈值的跨越方向。
为了本申请的目的，如果先前的值低于阈值，并且接着的值等于或大于该阈值，则阈值跨越的方向被定义为是正的。并且如果先前的值大于阈值，并且接着的值低于或等于阈值，则阈值跨越的方向被定义为是负的。
这是在其中信号除了基波之外还包括谐波或噪声的情况中用以改善该方法的另一方式。如果明智地选择了阈值，则谐波或噪声使信号跨越两个阈值变得不太可能。通过以预期的序列检测多个阈值的跨越，更容易将由于谐波和噪声的阈值跨越与由于基波的阈值跨越分离。检测阈值跨越的方向甚至进一步改善了该方法，因为可以容易地检测到例如由噪声或谐波所引起的单个阈值周围的振荡。
在一个实施例中，至少一个阈值跨越以及优选地其方向与加权因子相关联，并且该加权因子改变追踪符（tracker）变量。以此方式，可以利用最低限度的存储来容易地记录阈值跨越。这减少了对实施该方法的设备的要求。
在一个实施例中，用于估计在电气系统中、优选地在开关模式电力供应器（powersupply）中所感测的信号x(t)的性质的方法包括下述步骤：
a) 当信号在第一方向上跨越第一阈值时，利用起始值来初始化追踪符变量，
b) 当信号在第一方向上跨越第二阈值时，通过第一数学运算来修改追踪符变量的值，该第一数学运算链接第一加权值和追踪符变量的值，
c) 当信号在第二方向上跨越第二阈值时，通过第二数学运算来修改追踪符变量的值，该第二数学运算链接第二加权值和追踪符变量的值，
d) 定义至少两个时间点，在该时间点处，追踪符变量的值满足触发条件，以及
e) 基于下述各项来估计信号性质：
a. 在两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的时间距离Di，其被定义为Di= Ei-Ei-1，和/或
b. 在两个随后的时间点Ei、Ei-1之间所感测的信号x(t)。
在一个实施例中，当信号在第二方向上跨越第一阈值时，追踪符变量被锁定。被锁定的追踪符变量的值不能被修改，直到其再次被解锁为止。优选地，初始化追踪符变量将其解锁。在没有初始化的情况下进行解锁根据本发明并不改变追踪符变量的值，但是允许追踪符变量的值在未来改变。根据本发明，追踪符变量的初始化将其值设置成起始值，并且允许该值被改变。
为了本发明的目的，触发条件是一个数学条件，其允许确定其是否被追踪符变量的值满足。示例是“大于/小于/等于比较值”、“正的”、“负的”、“在除以5的情况下是整数结果”、“包括素因子3”等等。
识别阈值跨越及其方向在计算上是容易的。对于将变量设置成起始值、以及对于简单的数学运算（比如例如，向变量添加给定的数）同样如此。而且，检查追踪符变量是否满足触发条件对于触发条件的许多选择而言并不需要很大计算能力。因此，本发明方法仅需要很少计算能力，并且甚至可以通过模拟电路单独地实现：例如当信号是电压信号时，追踪符变量可以由电容器或负载（charge）计数设备上的电压表示。如果满足触发条件，则比较器可以被用来检测阈值跨越及其方向。
取决于关注哪一个信号性质，两个“时间点”之间的时间距离是关注的，或者在这两个时间点中间测量的信号值，或者其两者。
时间点是下述时刻：其中追踪符变量第一次满足触发条件，然后不再满足它。两个时间点之间的距离可以被用来估计信号的基本频率。在两个时间点之间测量的信号值可以被用来估计信号峰值。两个时间点之间的距离连同在它们中间测量的信号值可以被用来估计有效或均值信号。
为了本发明的目的，可以连续地或在样本中感测信号。样本是在单个时间点处的信号测量。优选地，以与彼此恒定的时间距离来取得样本。该样本周期（即，两个随后样本之间的时间距离）可以被用作时间单位。样本周期的倒数是样本频率。根据奈奎斯特定理，样本频率确定最高无损可测量的信号频率，其是样本频率的0.5倍。在一个实施例中，最小距离Dmin被设置成样本频率的0.5倍的倒数，或者反之亦然。如果连续地感测信号，则以较短时间距离优选地对其进行估计。然而，尤其是在模拟电路的情况下，连续评估也是可能的。
如果信号从一个样本到下一个样本改变得多于预期，则这被叫做跳跃（jump）。一个可能性是定义跳跃是信号中的突变，其导致两个随后信号测量被分离得多于一个阈值。另一可能性是将跳跃定义为大于最大信号改变值的信号改变，例如，大于预期信号峰值的10%，或大于固定值（例如，对于是电压信号的信号而言是50 V）。第三可能性是将跳跃定义为下述信号改变：该信号改变跨越多于一个阈值或者其大于最大信号改变值，并且其在短时间内发生。该短时间可以例如是所假定的最大频率的倒数或者该值的一小部分。
可以如同没有跨越阈值那样来处置跳跃：这些跳跃不影响追踪符变量。例如如果追踪符变量在某些阈值跨越处被锁定和解锁，这可能是有益的。与该选项形成对照，跳跃还可以被视为阈值跨越的序列。
使用两个或更多个阈值而非仅仅一个的基本想法在于：人们能够在阈值中的仅一个周围的振荡与多于一个阈值周围的振荡之间进行区分。在多于一个阈值（优选地全部阈值）周围的振荡被假定成是针对信号基本频率的指示。
在第一阈值周围的振荡仅将追踪符变量再三地设置在其起始值上。起始值应该不满足触发条件。在第二阈值周围的振荡应该使追踪符变量在第一跨越的情况下满足触发条件，该第一跨越要么在正方向上要么在负方向上。然而，在第二阈值周围的每个另外的振荡应该使追踪符变量具有下述值：该值不再次满足触发条件，直到通过在第一方向上跨越第一阈值而将追踪符变量设置回其起始值为止。可以存在对下述内容的需要：要在第一与第二阈值之间跨越的第三或甚至更多阈值，以便在第二阈值周围的第一振荡中具有满足触发条件的追踪符变量值。
优选地，触发条件是使得仅在其不被满足之后而被第一次满足时才对时间点进行检测。在该情况中，保持满足触发条件的追踪符变量值引起对仅单个时间点的检测。
实施例的第一示例包括两个阈值：在第一阈值的正跨越处，追踪符变量被设置成0，并且在第二阈值的正和负跨越二者处，向追踪符变量添加1。触发条件是“追踪变量 = 1”或“追踪变量 = 2”或者“追踪变量的第一次出现≥1”或“追踪变量的第一次出现≥2”。
第二示例包括三个阈值：在第一阈值的负跨越处，追踪符变量被设置成-1，并且在第三阈值的正和负跨越二者处，向追踪符变量添加3。在第二阈值的正跨越时，追踪符变量乘以（-1），并且在第二阈值的负跨越时，追踪符变量乘以0或被设置成0。触发条件是“追踪符变量≤-2”。在该情况中，假定第一阈值处于比第二阈值更低的信号值处，但是处于比第三阈值更高的信号值处。
第三示例包括三个阈值。起始值是1，并且对于第二、第三和接着的阈值中的每个正和负跨越，将不同素数指派为加权值。数学运算全部是乘法。如果素因子分解示出全部期望的阈值跨越都已经至少如期望那样经常地发生，则满足阈值关系。
可以容易地找到阈值、加权值和数学运算的合适集合，像这样：
1. 对于给定情形，将阈值放置在显著信号电平处：例如，在信号峰值的10%和90%处的两个阈值。
2. 定义条件，在该条件下应当找到时间点：例如，“在第一阈值的正跨越之后的第二阈值的第一正跨越，以及第三阈值的至少一个正跨越”。
3. 判定应当如何处理跳跃以及跳跃应该是什么。例如，跳跃不应该改变追踪符变量，并且跳跃是在两个样本之间或者在最小时间距离的十分之一（0.1Dmin）期间的峰值信号的多于10%的改变。
4. 如果在根据点2的定义中使阈值是否被跨越一次或多次或者阈值跨越是否不应该影响根据点2的定义的结果是开放的，那么其对给定阈值被跨越多少次不起作用。在该情况中，两种数学运算连同其针对在输入值上相继应用的正和负跨越的加权值应该产生该输入值（例如：加上和减去相同加权值或者乘以或除以相同加权值）。
5. 如果在根据点2的定义中，在检测到时间点之前，应该确切地跨越一个阈值给定的次数，则其对给定阈值被跨越多少次起作用。在该情况中，两种数学运算连同其针对在输入值上相继应用的正和负跨越的加权值不应该产生该输入值（例如：两次加上正值、两次乘以大于1的值、加上第一值以及减去与第一值不同的第二值）。
6. 选择起始值并且模拟追踪符变量值，这可能由于在阈值中的任一个阈值周围的振荡、由于在两个或更多个近邻阈值周围的振荡、以及由于跳跃而发生。优选地，起始值和加权值在该步骤中可以由变量表示。
7. 根据这些模拟结果，为起始值和加权值选择数值，并且设置触发条件。
如上文给出的第二和第三示例示出的，还存在利用本手册找不到但是无论如何落在权利要求1和2之下的用以设置加权值、数学运算和触发条件的另外的可能性。
在一个实施例中，该方法包括在两个时间点En、Em之间的时间内对函数f(x(t))求积分的步骤：。函数f取决于信号x(t)。优选地，函数等于信号f(x(t))=x(t)或者信号的平方f(x(t))=x(t)2。因此，优选的积分是：/>或/>。
这些结果允许估计有效信号或均值信号。在方法中包括这些积分的评估允许节省存储：对于积分，人们可以简单地在时间点Em处开始变量，并且继续加上与在该样本与下一个样本之间的时间距离相乘的经采样的信号值。该加法在时间点En处停止。由此对于该评估而言仅需要单个变量，而保存两个时间点之间的全部经采样的信号值连同样本之间的距离需要多得多的存储。此外，以此方式求积分的值在非常短的时间内返回期望的信号性质。
对于取决于信号x(t)的函数的其它积分，可以用类似的方式进行积分：仅有的差异在于，函数在经采样的信号值上执行，然后其与该样本与下一个样本之间的时间距离相乘，并且将该结果加到变量。
如果信号的采样频率在两个时间点之间是恒定的，则人们还可以简单地把在经采样的信号值上执行的待积分的函数的值加起来，并且将该总和乘以采样频率。将采样频率设置成一（即，以两个样本之间的距离的单位来测量时间）甚至使得该乘法是多余的。
然而，计算取决于信号x(t)的函数的积分不是必要的，如果对于估计期望的信号性质而言不需要它们的话。对于下述信号性质而言是这种情况：比如是基本频率、谐波含量H的量或峰值信号以及其它的。
在一个实施例中，选择第二加权值WF2和/或第二数学运算g(WF2,*)，使得在第二加权值WF2上以及在第一加权值WF1和测试值x上应用第一数学运算f(WF1,*)的结果上应用第二数学运算g(WF2,*)不产生测试值x：。
在一个实施例中，第一和第二数学运算相同。优选地，第一和第二数学运算二者都是加权值与追踪符变量的值的加法。
第一和第二数学运算相同使得该方法在计算上更容易，因为对于设备而言，仅最低限度数目的数学运算需要是可行的。然而，可以存在其中两种不同运算的组合是具有优势的情形：例如，在以一个方向的阈值跨越处一次乘以3，以及以相反方向的阈值跨越处将追踪符变量乘以1/3可能更易受数值误差的影响，于是代替于乘以1/3，使用除以3的除法。
此外，可以存在下述实施例：其中为了得到期望的结果，两种数学运算符需要是不同的。例如，正阈值跨越可以通过加上第一加权值来改变追踪符变量，而负阈值跨越通过与第二加权值相乘来改变追踪符变量。
从计算的立场，加法是简单且快速的运算。然而，其它基本数学运算（比如减法、乘法和除法）也是具有类似优点的可能运算。而且还可以使用比如“找到除法余数”、对数、“舍入除法结果”、“设置固定值”等等的运算。而且，全部这些示例的组合都是可能的数学运算：例如加上加权值并且与二相乘或将追踪符变量除以二、将结果舍入成整数并且再次将该结果乘以二。
在一个实施例中，触发条件是：追踪符变量的值等于比较值。
相等对测试来说在计算上容易且快速。
具有类似优点的其它选项是“大于”、“小于”、“大于或等于”以及“小于或等于”。然而，在许多情况中，需要通过自从上一次没有满足该关系而第一次满足该关系来进一步指定这些触发条件。
此外，触发条件可以是更复杂的。例如，人们可以测试追踪符变量是否是奇数，或者其素因子分解是否包括素数（比如2和3）的给定集合。这可以在控制跨越哪些阈值以及这已经发生多少次的方面给出另外的选项。
在所述方法的一个实施例中，第一和第二阈值二者都处于正信号值，并且第一阈值大于第二阈值。此外，第一方向是负的，并且第二方向是正的。优选地，第一加权值和第二加权值的总和不等于零。优选地，触发条件的比较值等于第一加权值。优选地，第一和第二数学运算二者都是加法，并且优选地触发条件是比较值与追踪符变量的值相等。
该实施例具有在计算上容易且快速的优点。其可以被用于整流和交变信号二者。
由于第一阈值是较大的阈值并且第一方向是负的，所以追踪符变量在以负方向跨越较高阈值处得到其起始值。时间点的检测发生在具有较低信号值的阈值处。
为了说明可以如何确定起始值和加权因子，假定以下实施例。在下面，起始值将被叫做SV，第一加权值为WF1，并且第二加权值为WF2。
在具有较大信号值的第一阈值周围的振荡把追踪符变量保持在其起始值处。
在第二阈值周围的振荡给出以下序列之一：
i) SV+WF1，SV+WF1+WF2，SV+2xWF1+WF2；SV+2xWF1+2xWF2，…
ii) WF1，WF1+WF2，2xWF1+WF2；2xWF1+2xWF2，…
iii) SV+WF2，SV+WF2+WF1，SV+WF1+2xWF2；SV+2xWF1+2xWF2，…
iv) WF2，WF1+WF2，WF1+2xWF2；2xWF1+2xWF2，…
这四个序列中哪一个出现取决于在第二阈值周围的振荡的起始条件。
如果在跨越第二阈值之前，在负方向上跨越第一阈值，并且如果第二阈值的第一跨越是以负方向的，则出现序列i）。在相同方向上跨越第一阈值，然后跨越第二阈值是人们通常想要检测到以定义“时间点”的内容。如果第二阈值的第一正或第一负跨越确定了“时间点”，则其不起作用。因此，触发条件的比较值可以被设置成SV+WF1或SV+WF1+WF2。
如果在第二阈值的第一跨越之前没有第一阈值的负跨越并且该第二阈值跨越是以负方向的，则出现序列ii）。该情形可以发生在测量的开始处。无论是否检测到“时间点”，它将终究不影响分析。然而，我们在此假定应该检测不到“时间点”。
如果在第一阈值的负跨越之后的第二阈值的第一跨越是以正方向的，则出现序列iii）。换言之：信号必定已经从两个阈值之间跳跃到第二阈值以下的值，而没有跨越第二阈值。如果跳跃不应该被视为阈值跨越的序列，则这可能发生。这样的情形最有可能指示某个种类的误差或问题，并且我们在此假定应该检测不到“时间点”。
如果没有第一阈值的负跨越并且第二阈值的第一跨越是正的，则出现序列iv）。该情形可以发生在测量的开始处。无论是否检测到“时间点”，它将终究不影响分析。然而，我们在此假定应该检测不到“时间点”。
查看触发条件的可能的比较值，序列i）提供SV+WF1或SV+WF1+WF2。由于SV+WF1+WF2也发生在序列iii）的开始处，在该处应该检测不到时间点，所以选择比较值为SV+WF1很可能是最佳选项。
应该选择数值SV、WF1和WF2以使得不能“无意中”通过SV的另一加法以及WF1和WF2的倍数而达到比较值。
例如将SV设置成1、WF1设置成2以及WF3设置成4解决了该问题：比较值被设置成3。在总和中一出现WF3，则该总和就肯定大于比较值。单独的SV或WF1太小以至于达不到比较值。SV在总和中仅可以出现一次。WF1的两次或更多次出现产生大于比较值的总和。
在一个实施例中，第一和第二数学运算连同其加权值不满足结合律。
假定应该在负的第一阈值跨越之后，在第二阈值的第一正阈值跨越处检测到“时间点”。这意味着比较值应该是SV+WF1+WF2。然而，该值在较早前被丢弃，因为其也发生在序列iii）中，在该序列iii）中应该检测不到“时间点”。如果两种数学运算不满足结合律，则可以解决该问题。例如，如果SV=1、WF1=2并且WF2=4，并且第一数学运算是乘法，并且第二数学运算是加法，则四个可能的序列的第一元素是：
i) 1*2=2，2+4=6，6*2=12，…
ii) 0*2=0，0+4=4，4*2=8，…
iii) 1+4=5，5*2=10，10+4=14，…
iv) 0+4=4，4*2=8，8+4=12，…
因此，将触发条件的比较值设置成6在期望的地点处找到了“时间点”。
我们在此假定，在两个示例中，追踪符变量在其被设置到其起始值之前已经存在，并且其具有值0。这是一个选项。还有可能的是：追踪符变量不存在，或者其不能被改变直到其被设置成其起始值为止。在这些情况中，序列ii）和iv）也不存在。
假定搜索在第一阈值的负跨越之后的第二阈值的第一负跨越，并且追踪符变量仅在其被设置到其起始值之后才可以被改变。第一和第二数学运算是加法。在该实施例中，序列ii）和iv）不存在。因此，触发条件可以被选择成是“追踪符变量等于第一加权值”，如果第一加权因子不等于第二加权因子，并且如果起始值等于零，并且如果第一加权因子不等于零，并且如果第一和第二加权因子的总和不是零的话。
如果另外决定将跳跃视为阈值跨越的序列，或者如果人们知道待分析的信号不能跳跃，或者如果在发生跳跃的情况下具有错误检测是没问题的，则人们还可以放弃第一和第二加权值不相等的要求。本质上，人们失去在序列i）与iii）之间进行区分的能力，但是该方法变得甚至更容易且更快。这是包括全部以上提及的优选选项的实施例。
在一个实施例中，其中第一和第二阈值为正并且第一阈值大于第二阈值并且第一方向为负的方法与DC电压作为信号一起使用，和/或该方法包括作为该方法的第一步骤的对所感测的电压进行整流，并且使用该经整流的电压作为信号。
在许多应用中，人们想要估计随时间周期性改变的DC电压或经整流AC电压的性质。该方法可以与两种类型的电压一起使用，并且甚至可以在电压完全不接近零的情况下被应用，因为第二阈值可以被设置在任何电压值处。
然而，对于具有改变符号的正常AC电压，该方法也是有用的。
此外，还有可能将第一阈值选择成小于第二阈值，和/或选择为正的第一方向。
在一个实施例中，第一阈值是正的并且大于第三阈值，该第三阈值也是正的。第二阈值是负的并且小于第四阈值，该第四阈值也是负的。第一方向是负的，并且第二方向是正的。选择第二加权值和/或第二数学运算g(WF2,*)以使得在第二加权值以及在第一加权值和测试值x上应用第一数学运算f(WF1,*)的结果上应用第二数学运算g(WF2,*)不产生测试值x：。
优选地，第一和第二数学运算是加法，并且第一加权值不等于与（-1）相乘的第二加权值。
比较值等于被应用于第一加权值和起始值的第一数学运算，并且触发条件是追踪符变量值与比较值相等。
优选地，该方法包括另外的步骤：当信号在第一方向上跨越第三阈值时以及当信号在第二方向上跨越第四阈值时，将追踪符变量锁定。被锁定的追踪符变量不能被修改，除非其再次被解锁。优选地，当信号在第二方向上跨越第三阈值或者在第一方向上跨越第四阈值时，追踪符变量被解锁以使得其可以再次被修改。
如果信号是电压，则四个阈值可以被对称地布置在信号值0的周围（例如，在0伏特周围）。第一和第二阈值是最外面的阈值。在第一阈值的负跨越之后，在第二阈值的第一负跨越处检测到“时间点”。由于第二阈值处于负信号值并且第一阈值处于正信号值，所以该实施例仅适合于具有交变符号的信号。
在第一和第二数学运算的组合中关于第一和第二加权值的条件确保的是，第二阈值的每个跨越导致追踪符变量的不同值。因此，第一跨越可以区别于第二阈值的全部接着的跨越，直到追踪符变量再次被设置到其起始值为止。
第三和第四阈值当被跨越时锁定和解锁追踪符变量。被锁定的追踪符变量不能被改变，直到其被解锁为止。如果正在发生跳跃并且如果不像阈值跨越的序列那样对待这些跳跃，则可发生下述情形：即阈值被跨越，这将改变追踪符变量值，但是由于被锁定的追踪符变量，这并不发生。在给定实施例中，第三和第四阈值二者都接近零信号值。例如如果停电（black-out）或城市灯火管制（brown-out）再次发生并且结束，则可能发生从某个较高绝对信号值到第三与第四阈值之间的信号值和/或往回的信号跳跃。
在具有锁定的追踪符变量的情况下检测第一或第二阈值的跨越可以被用作出现信号快速下降的指示符。
在一个实施例中，创建事件记录。事件记录包括全部所检测到的时间点Ei的列表。通过上文所描述的方法之一来检测这些时间点，并且将它们存储在事件记录中：
事件记录
优选地，如果在时间点Ey与在先时间点Ey-1之间的距离Dy在最小距离Dmin以下，即，Dy＜Dmin，则将该时间点Ey从事件记录删除或不保存在事件记录中。
优选地，将新的时间点EN0,EN1，..，ENJ写入在事件记录中，使得在事件记录中没有被分隔开多于最大距离Dmax的随后的时间点，即，。随后的时间点是没有时间点出现在其之间的时间处的时间点对。
存储全部时间点允许分析它们随时间推移的分布。时间点随时间推移的分布可以被分析和/或被滤波以改善在该方法中所使用的参数选择，从而估计信号的谐波含量，或者确定可靠时间点，或者估计信号性质。
事件记录的长度可以是固定的，或者其可以随着所检测到的时间点的增加数目而增长。事件记录可以是检测到时间点的全部时间的列表。然而，其还可以是包括例如下述信息中一个或多个的数据元组的列表：出现时间点的时间、时间点已经以其出现的次序、与接着的或在先时间点的时间距离、取决于在该时间点与接着的或在先时间点之间的信号的某个函数的积分等。
事件记录可以是经排序或未排序的列表。其中时间点以它们出现的次序列出的经排序的列表是优选的。然而，由于事件记录包括时间点中的每一个出现的时间，一旦需要的话，可以对未排序的列表进行排序。
确保全部时间点被分布，使得距离在给定最小距离Dmin与给定最大距离Dmax之间的范围内允许过滤明显错误的结果，并且从计算的立场上可以是有利的，因为如果事件记录被用来计算时间点之间的差，则避免了溢值问题。
最大距离Dmax是上限周期，并且其倒数是对于在手边的方法的实施例所假定的下限频率。
最小距离Dmin是下限周期，并且其倒数是对于在手边的方法的实施例所假定的上限频率。
在一个实施例中，创建距离记录。这包括下述步骤：
a) 通过应用用于估计信号性质的方法或者通过读取事件记录来收集时间点；
b) 优选地，按上升的出现时间对时间点排序并且以该次序对时间点编号，由此为每个时间点指派编号；
c) 通过从稍后的时间点中减去较早先的时间点来确定在每两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的距离Di，
d) 优选地，为每个距离Di指派与稍后的时间点的编号相等的编号，
e) 将距离Di存储在距离记录中，
a. 该距离记录是有序的，并且以在其之间评估相应距离的两个时间点中的较早先或稍后的时间点的出现次序来存储距离
或者
b. 该距离记录包括数据元组，并且每个数据元组包括距离和在其之间评估相应距离的两个时间点中的较早先或稍后的时间点的出现的编号之一
或者
c. 该距离记录是有序的，并且以其编号的次序存储距离
或者
d. 该距离记录包括数据元组，并且每个数据元组包括距离和该距离的编号之一，
距离记录
或
距离记录=
f) 优选地，从距离记录删除小于最小距离Dmin的距离或者不将其保存在距离记录中，并且如果适当的话，相应地在距离记录中改编剩余距离的编号，
g) 优选地，将大于最大距离Dmax的距离拆分成一个或多个长度Dmax的距离和剩余部分，并且将这些距离插入在距离记录中，并且如果适当的话，相应地在距离记录中改编距离的编号。
距离记录类似于事件记录。然而，与事件记录形成对照，时间点的出现时间并不被自动包括在列表中。因此，出现次序需要以某种方式保存：一种方法是使用经排序的列表，其中条目的次序指示出现的次序。另一方法是保存数据元组，其包括指示出现次序的编号。
在一个实施例中，实时写入距离记录，同时在信号测量期间收集时间点：当检测到时间点时起动计时器，并且在检测到接着的时间点时停止计时器。计时器的值指示两个时间点之间的距离。计时器的值作为新的条目被写入在距离记录中，在全部现有条目的前面或后面。该距离记录是经排序的记录。
如果检测到时间点的时间与该时间点的出现时间并不处于在整个测量内是恒定的时间距离中，则优选地使用时间点的出现时间而不是检测时间来确定距离和出现次序。
保存距离而不是时间点本身减小稍后对于评估数据所需要的计算负担，因为对于许多应用而言，仅有按其出现次序的时间点之间的距离是关注的。
距离记录可以是一个列表，其随时间点的增加数目而增长，或者距离记录可以具有固定长度。如果距离记录具有固定长度，则优选地在保存新条目时删除最老的条目。如果距离记录是经排序的列表，则在最老的条目被删除的情况下将列表条目按一移位，使得最老的条目总是处于列表中相同地方。代替于删除最老的条目，其可以在该移位步骤期间简单地被下一个最老的条目盖写。
确保全部距离在给定的最小距离Dmin与给定的最大距离Dmax之间的范围中允许处置明显错误的结果，并且从计算的立场上可以是有利的，因为避免了溢值问题。
用于确定时间点EX的滑动和加权半周期的方法包括下述步骤：
a) 利用用于估计信号性质的方法或者通过读取事件记录来检测时间点E0,…EX；
b) 将时间点EX处的滑动和加权半周期(SWHP(EX))的值设置成包含下述各项的列表的最大值：
a. 最小距离，Dmin
以及
b. 距离Di的固定量A除以除数（divider）Div。距离Di较早出现，或与时间点Ex巧合。距离优选地小于最大距离Dmax。距离Di是在两个随后的时间点Ei-1和Ei之间的距离。该距离Di关联于其结束时间点Ei的时间。结束时间点Ei是被用来计算距离Di的两个随后的时间点Ei-1和Ei中的稍后一个。距离Di的该关联时间应该优选地被理解为该距离Di的出现时间。
Di=Ei-1与Ei之间的距离=Ei-1－Ei
。
如果信号是经整流的，则滑动和加权半周期是针对信号的半周期的估计。如果信号不是经整流的，则其是针对信号周期的估计。
SWHP考虑在两个随后的时间点之间的最后A个距离。优选地，其考虑在两个随后的时间点之间的、小于最大距离Dmax的最后A个距离。
固定量A是一个参数，利用其可以调节SWHP的“惯性”：假定出于某个原因，在两个随后的时间点之间出现不寻常大的距离：该不寻常大的距离将确定SWHP值，直到检测到A个新的时间点为止。如果固定量A很大，则这将花费一些时间。另一方面，可能存在“簇”，其是靠近于彼此、全部属于相同基本周期区的时间点。设想例如被添加到基波的谐波，该谐波具有大于第一与第二阈值之间的距离的幅度：在对于基波而言用以跨越第一和第二阈值所需的时间中，谐波已经多次跨越了这两个阈值。结果是在基波每次跨越两个阈值时所检测到的时间点的簇。为了估计基波的周期，两个簇之间的距离是比多数时间点之间的距离更好的估计。两个簇之间的这一距离可以被用在SWHP中，该距离是从一个簇的最后时间点到接着的簇的第一时间点所测量的。为了存档该目标，固定量A应该大于每个簇中的时间点的数目。针对A的典型值可以在8与16之间。然而，最好基于关于信号的合理假定以及基于应该被所估计的信号性质影响的电气系统的要求来做出针对固定量A的值的选择。
除数Div是第二自由参数：除数Div优选地大于1。在该情况中，SWHP小于最后A个距离中最大的距离。该性质是期望的，如果SWHP稍后被用于确定“可靠时间点”的话。然而，如果SWHP应该被用作针对作为信号性质的周期或半周期的长度的估计，或者如果SWHP被用来计算针对另一信号性质的估计，则除数Div为1或更小可能是更好的：如上文解释的，如果出现时间点的簇，则SWHP基于在一个簇的最后时间点与下一个簇的第一时间点之间的距离。然而，在大多数情况中，在两个随后的第一或两个随后的最后时间点之间的距离很可能是针对基波的周期或半周期的更好的估计。SWHP因此在“簇”情况中基于过小的数。使用小于1的除数Div可以减少该问题。针对除数Div的典型值在0.95与1.2之间。然而，最好基于关于信号的合理假定以及基于SWHP应该被用于什么来做出针对除数Div的值的选择。
用于确定距离DX的滑动和加权半周期的方法包括下述步骤：
a) 确定距离D0,…DX，
a. 通过读取距离记录
或
b. 通过收集时间点，其通过应用用于估计信号性质的方法或者通过读取事件记录；通过从稍后的时间点减去较早先的时间点来确定在每两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的距离Di；距离出现在其被计算所根据的两个时间点中的稍后一个处。
b) 将距离DX处的滑动和加权半周期(SWHP(DX))的值设置成包含下述各项的列表的最大值：
a. 距离Di的固定量A除以除数Div。距离Di具有的编号小于或等于DX的编号。或者在经排序的距离记录中，距离Di在时间上在距离DX之前或处于与距离DX相同的记录处。或者距离Di出现在距离DX之前或出现在距离DX处。距离Di优选地小于最大距离Dmax。
b. 以及最小距离，Dmin。
c) 优选地保存每个距离Di的滑动和加权半周期，作为数据元组中的条目，该数据元组包含与距离记录中的距离Di相关的信息：
距离记录=
用于确定距离DX的滑动和加权半周期的方法类似于用于确定时间点EX的滑动和加权半周期的方法。
然而，如果距离是已知的，则无需知道时间点的出现时间。优选地，如果时间点是可用的，则人们使用用于确定时间点EX的滑动和加权半周期的方法，并且如果距离是可用的，则使用用于确定距离DX的滑动和加权半周期的方法。
以上关于固定量A和除数Div的备注适用于用以确定滑动和加权半周期的方法二者。而且，可以用相同的方式来解释滑动和加权半周期。
用于确定时间点是否可靠的方法包括以下步骤：
a) 利用用于估计信号性质的方法或者通过读取事件记录来检测时间点E0,…EX，
b) 确定在第一时间点EX+1与第二时间点Ei之间的距离Y，该第二时间点Ei是可靠的并且是在第一时间点EX+1之前最新近的可靠时间点，
c) 如果有下述情况，则将第一时间点EX+1定义为可靠的：
a. 距离Y大于或等于在第一时间点EX+1处的滑动和加权半周期(SWHP(EX+1))，
或
b. 优选地如果距离Y大于最大距离Dmax。
Y=Ei与EX+1之间的距离=EX+1－Ei
如果，则EX+1是可靠的。
“可靠时间点”和“是可靠的时间点”在本发明的上下文中是相同的。在两个可靠时间点之间的距离是针对所测量的信号的基波的周期或半周期的经改善的估计。
第一可靠时间点可以被设置在测量开始处或第一所检测到的时间点处。在下文中，测量在最新近的可靠时间点与每个新检测到的时间点之间的距离。这是距离Y。
确定Y的一种方式是在可靠时间点处开始计时器，并且每当检测到时间点时读取其值。另一方式是保存可靠时间点的时间并且从时间点出现的稍后时间中减去该值。
将在最后的可靠时间点与所检查到的时间点之间的距离Y与所检查到的时间点的SWHP进行比较。如果距最后的可靠时间点Y的距离大于SWHP，则所检查到的时间点也是可靠的。为了检查接着的时间点，该新检测到的可靠时间点是从该处测量距离Y的可靠时间点。
粗略地说，SWHP是针对两个随后时间点之间的最大距离的度量。换言之，如果时间点具有的距彼此的距离大于或等于两个随后时间点所具有的距彼此的最大观察距离，则时间点是可靠的。
为了说明该想法，人们可以设想上文所讨论的“簇”情况：在第一簇中存在靠近彼此的许多时间点，接着是没有任何时间点的时间间隔，接着是第二簇。SWHP将近似地是在第一簇的最后时间点与第二簇的第一时间点之间的距离。进一步假定第一簇中的第一点是可靠时间点。如果簇是集中的使得在第一簇中的第一点与第一簇中的最后点之间的距离短于SWHP，则在第一簇中将没有另外的可靠点。然而，第二簇的第一时间点距最后的可靠时间点具有近似为SWHP加上第一簇的长度的距离，该第一簇的长度明显多于SWHP。因此，第二簇的第一点也是可靠的。
在SWHP中，存在除数Div：如果该除数Div较大，则SWHP变得较小，并且下述风险增大，即簇具有与SWHP可比较或更大的长度，这将导致单个簇内部的多个可靠时间点。另一方面，如果没有簇，并且除数Div被设置成非常靠近1或更小的值，则最可能地，仅每两个时间点被检测为是可靠时间点，尽管在该情况中，全部时间点应该已经被检测为是可靠的。
最后，可能有利的是将两个可靠时间点之间的最大距离限制成最大距离Dmax：这可以改善计算稳定性，因为不可能发生溢值，并且不是同时的时间点的可靠时间点的出现可以被用作针对潜在问题的指示符。
该信息——时间点是或不是可靠的——可以保存在事件记录中。其还可以保存在单独的记录中。然而，它不需要被保存：为了估计许多信号性质，人们可以简单地在两个可靠时间点之间的时间内对信号的函数求积分。因此，在可靠时间点处开始和停止针对取决于时间和信号的函数的计数器在一些情况中是足够的。
如果信号在时间上是恒定的，则使用可靠时间点或可靠距离并且将它们的距离限制到最大距离Dmax还允许估计信号性质。在该情况中，将在长度为Dmax的距离上确定信号性质。通过将时间点的发现与可靠时间点进行比较，并且看到基本上仅有可靠时间点并且没有“正常”时间点，则人们可以假定信号是近似恒定的。通过阈值的选择来确定该假定的精度。
用于确定距离是否可靠的方法包括下述步骤：
a) 确定距离D0,…DX，
a. 通过读取距离记录
或者
b. 通过收集时间点，其通过应用用于估计信号性质的方法或通过读取事件记录；通过从稍后的时间点中减去较早先的时间点来确定在每两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的距离Di；距离出现在两个时间点中的稍后一个处，根据该时间点计算该距离。
b) 确定在具有编号Nr(DX+1)的第一距离DX+1与具有编号Nr(DFi)的第二距离DFi之间的距离Y。第二距离DFi是可靠距离。第二距离DFi具有全部可靠距离中的最大编号，其小于第一距离DX+1的编号Nr(DX+1)。通过加上具有在Nr(DFi)+1与Nr(DX+1)之间的编号的全部距离来确定第一与第二距离之间的距离Y。
c) 如果有下述情况，则将第一距离DX+1定义为可靠的：
a. 距离Y大于或等于在第一距离DX+1处的滑动和加权半周期(SWHP(DX+1))，
或
b. 优选地如果距离Y大于最大距离Dmax。
Y=DFi与DX+1之间的距离=，其中/>
如果，则/>是可靠的。
d) 优选地保存第一距离DX+1可靠或不可靠的信息，作为数据元组中的条目，该数据元组包含与距离记录中的距离Dx+1相关的信息：
距离记录=。
代替距离的编号，也可以使用作为经排序的列表的距离记录中的距离的方位。代替距离的编号，也可以使用其出现时间。
用于确定距离DX是否可靠的方法类似于用于确定时间点EX是否可靠的方法。
然而，如果距离是已知的，则无需知道时间点的时间。优选地，如果时间点被保存或以其它方式是已知的，则人们使用用于确定时间点EX是否可靠的方法，并且如果距离被保存或以其它方式是已知的，则使用用于确定距离DX是否可靠的方法。
在用于估计信号x(t)的性质的方法的一个实施例中，待估计的信号性质是有效信号Xeff。
可以通过对两个时间点(Em，En)之间的感测信号的平方求积分，并且将该积分信号除以同样的两个时间点之间的距离Dmn=En-Em来对其进行估计。
优选地，该两个时间点是随后的时间点，或者该两个时间点是两个可靠时间点。优选地，该两个时间点是在其中间没有任何其它可靠时间点的情况下的两个可靠时间点。
还可以通过下述过程来估计有效信号：即对被用来估计第一距离Dm的两个时间点中的稍后一个与被用来估计第二距离Dn的两个时间点中的稍后一个之间的感测信号的平方求积分，并且将该积分信号除以在同样的两个距离之间的距离。
优选地，通过具有在第一距离Dm的编号加上一与第二距离Dn的编号之间并且包括其的编号的全部距离的加法来评估第一与第二距离之间的距离：，其中/>。
该两个距离优选地是具有随后的编号Nr(Dm)+1=Nr(Dn)的两个距离，或者是可靠的两个距离。
优选地，该两个距离是两个可靠距离，其具有使得不存在具有其中间的编号的可靠距离的编号
。
代替距离的编号，也可以使用作为经排序的列表的距离记录中的距离的方位。代替距离的编号，也可以使用其出现时间。
对于是电压信号的信号，有效信号是有效电压，其是具有改变幅度的电压的重要参数。该方法假定的是，两个时间点在大多数情况中被基本频率的一个半周期（one half-period）或一个周期分隔开。因此，在该距离上的积分是对于下述内容的估计：针对经整流的电压的一个半周期或针对未经整流的电压的一个周期内的积分。该积分出现在用于计算有效电压的理论公式中。
如上文解释的，使用可靠时间点可以改善估计。
在用于确定经改善的有效信号Xeff,imp的方法中，计算如根据上文给出的方法之一进行估计的偶数数目的随后的有效信号值,/>的浮动平均值。通过将随后的有效信号值相加并且将该总和除以相加的有效信号值的数目来进行该计算。在两个时间点/>之间存在第一关系，在该两个时间点之间，确定所涉及的随后的有效信号中的每一个，并且该第一关系对于全部所涉及的随后的有效信号值是相同的。作为在其之间确定所涉及的随后的有效信号之一的两个时间点中较早先的时间点的全部时间点/>处于对彼此的第二关系中。优选地，该偶数数目是二，并且第一关系是：该两个时间点是在其之间没有其它可靠时间点的两个可靠时间点。（/>是可靠的、/>是可靠的、在/>与/>之间没有可靠点）。
优选地，第二关系是：全部较早前的时间点是在其之间没有其它可靠时间点的可靠时间点：
其中是可靠时间点，并且在它们中间没有另外的可靠时间点。
两个时间点之间的第一关系定义了间隔，在该间隔内计算有效信号值中的每一个。选择两个随后的时间点或两个随后的可靠时间点减少了对于确定有效信号值中的每单个一个所需要的测量时间。然而，选择在它们中间具有一个或多个时间点或者可靠时间点的两个时间点或两个可靠时间点使得估计不那么取决于下述假定：即该两个时间点或两个可靠时间点之间的距离靠近基波的周期。
第二关系确定了可能的有效信号中的哪些信号被求平均：有效信号可以“重叠”或不重叠，并且它们之间的距离或“重叠”的量是第二关系所确定的内容。两个有效信号的重叠是在两个有效信号的计算中出现的时间点或可靠时间点的数目。两个有效信号之间的距离应该是在一个有效信号的计算中出现的时间点或可靠时间点与在另一有效信号的计算中出现的时间点或可靠时间点之间的时间线上的时间点或可靠时间点的数目。大重叠导致经改善的有效信号随时间的更平滑的改变，而小的或不存在的重叠较少受强烈不同于全部其它的单个有效信号值的影响。这样的强烈不同的值通常是由于测量或数值问题所导致，并且通常合期望的是尽可能多地忽略它们。
在大多数情况中，在偶数数目的有效信号值上求平均是在基波的整数数目的周期内求平均，即使信号在被分析之前经整流。观察到的是，有时在基波的第一半周期的所估计的长度与第二半周期的所估计的长度之间存在小差异，如果该估计基于两个时间点或两个可靠时间点之间的距离并且如果信号是经整流的话。通过在基波的整数数目的周期上求平均，所估计的长度上的这种小差异并不影响经改善的有效信号。
然而，尤其是在其中观察到未经整流信号的情况中，在非偶数数目的有效信号值上的平均值也是可能的。
在用于估计信号x(t)的性质的方法的一个实施例中，待估计的信号性质是均值信号Xm或绝对均值信号Xm,abs。
可以通过在两个时间点(Em，En)之间，在均值信号Xm的情况中对感测信号求积分，或者在绝对均值信号Xm,abs的情况中对感测信号的绝对值求积分，并且将该积分信号除以同样的两个时间点之间的距离Dmn=En-Em来对其进行估计。
优选地，该两个时间点是随后的时间点，或者该两个时间点是两个可靠时间点。优选地，该两个时间点是在其之间没有任何其它可靠时间点的情况下的两个可靠时间点。
还可以通过在均值信号Xm的情况中对感测信号求积分，或者在绝对均值信号Xm,abs的情况中对感测信号的绝对值求积分来估计均值信号Xm或绝对均值信号Xm,abs。积分运行在被用来估计第一距离Dm的两个时间点中的稍后一个与被用来估计第二距离Dn的两个时间点中的稍后一个之间。该积分信号除以第一与第二距离之间的距离。优选地，通过具有在第一距离的编号Dm加上一与第二距离的编号Dn之间并且包括其的全部距离的加法来评估第一与第二距离之间的距离： ，其中/>。
该两个距离优选地是具有随后的编号Nr(Dm)+1=Nr(Dn)的两个距离，或者是可靠的两个距离。优选地，该两个距离是两个可靠距离，其具有使得不存在具有在其中间的编号的其它可靠距离的编号。
代替距离的编号，也可以使用作为经排序的列表的距离记录中的距离的方位。代替距离的编号，也可以使用其出现时间。第一与第二距离之间的距离在这些情况中可以通过其之间的但是不包括第一距离和第二距离的距离记录中的距离的加法来计算，由此第二距离被包括在总和或者第一距离的出现时间至第二距离的出现时间之间的差中。
均值或绝对均值信号是信号的两个关注参数。该方法假定：两个时间点在大多数情况中被基本频率的一个半周期或一个周期分隔开。因此，在该距离上的积分是针对下述内容的估计：即在针对经整流的信号的一个半周期或针对未经整流信号的一个周期上的积分，该估计出现在用于计算均值或绝对均值信号的理论公式中。
如上文解释的，使用可靠时间点可以甚至进一步改善结果。
用于确定经改善的均值信号Xm,imp或经改善的绝对均值信号Xm,abs,imp的方法与用于确定经改善的有效信号的方法相同，其中仅有的例外是使用均值信号值或绝对均值信号值而不是有效信号值。
在用于估计信号x(t)的性质的方法的一个实施例中，待估计的信号性质是峰值信号Xmax，其被估计成是在两个时间点之间所感测的最大信号值。
优选地，该两个时间点是随后的时间点，或者该两个时间点是两个可靠时间点。
优选地，该两个时间点是在其中间没有任何其它可靠时间点的两个可靠时间点。
用以估计峰值信号的一种方式是在第一时间点的时间处开始一个变量，并且将该变量的值与在信号的每个样本处的瞬时信号测量进行比较：如果信号高于变量的值，则信号值是新的变量值，否则变量保持其值。在第二时间点的时间处的变量的值是针对峰值信号的估计。
用以估计峰值信号的另一方式是保存在两个时间点之间发生的全部信号测量，并且然后确定全部测量的最大值。
假定在两个时间点或两个可靠时间点之间的距离近似等于基波的周期或半周期，则应该找到至少每周期出现一次的峰值信号的合理估计。如果观察经整流信号，则对在它们中间具有另一时间点的两个时间点之间的信号进行分析可以改善结果，因为第一和第二半周期不需要具有相同的峰值信号值。同样的可以利用可靠时间点来进行。
在用于估计信号x(t)的性质的方法的一个实施例中，待估计的信号性质是基本频率f0。
其可以被估计成与比例常量成比例，该比例常量为一除以两个随后的时间点(EX-1,EX)或在它们之间没有可靠时间点的两个可靠时间点(Ea是可靠的，Eb是可靠的)之间的距离。优选地，如果信号x(t)是未经整流的，则将该比例常量乘以一，并且如果信号x(t)是经整流的，则将该比例常量乘以0.5。
或/>
基本频率还可以被估计成与下述比例常量成比例：该比例常量为一除以距离DX。基本频率还可以被估计成与下述比例常量成比例：即该比例常量为一除以具有在第一距离Da的编号与第二距离Db的编号之间的包括第二距离Db的编号的全部距离的总和。由此，第一和第二距离Da、Db是可靠的，并且不存在具有在第一与第二可靠距离的编号之间的编号的可靠距离。优选地，如果信号x(t)是未经整流的，则将该比例常量乘以一，并且如果信号x(t)是经整流的，则将该比例常量乘以0.5。
或/>
代替距离的编号，也可以使用作为经排序的列表的距离记录中的距离的方位。代替距离的编号，也可以使用其出现时间。
在此假定：两个随后的时间点或两个随后的可靠时间点之间的距离在未经整流信号的情况中是针对基波的周期的估计，或者在经整流的信号的情况中是针对基波的半周期的估计。
在用以确定经改善的基本频率f0,imp的方法中，计算偶数数目的随后的基本频率值的浮动平均值。这通过将随后的基本频率值相加并且除以相加的随后的频率值的数目来进行。随后的基本频率的偶数数目优选地是二。随后的基本频率值是在随后的时间点处、或者在具有随后的编号的距离处或在距离记录中具有随后的位置的距离处所估计的基本频率值。
该方法类似于用于确定经改善的有效信号的方法。
在用于估计信号x(t)的性质的方法的一个实施例中，待估计的信号性质是针对谐波含量H的量的特征数。
可以通过使用时间点和/或可靠时间点的数目和/或分布来估计该特征数。
优选地，针对谐波含量H的量的特征数是在其之间没有其它可靠时间点的两个可靠时间点之间的时间点的数目。
还可以通过使用距离和/或可靠距离的数目和/或差来估计该特征数。
优选地，针对谐波含量H的量的特征数是在两个可靠距离Db与Da之间的距离的数目，其中没有另外的具有在这两个可靠距离Db、Da的编号之间的编号的可靠距离。
代替距离的编号，也可以使用是经排序的列表的距离记录中的距离的方位。代替距离的编号，也可以使用其出现时间。
优选实施例的基本想法是将具有时间点的簇的情形与没有簇的情形区分开来，并且表征具有时间点的簇的情形，其中大多数时间点还是可靠时间点。代替简单地对两个随后的可靠时间点之间的时间点进行计数，人们可以测量簇的“长度”，即，簇的第一与最后的时间点之间的距离，并且将其与两个随后的可靠时间点之间的距离进行比较。
在一个实施例中，信号x(t)是电压信号u(t)，或电流信号i(t)，或功率信号w(t)。
对于电气系统的许多部分，非常重要的是为了可靠的运转，电压和/或电流以某种方式运转，并且例如不大于或小于已知限制。此外，用于感测电压和/或电流的设备是非常公知和可靠的。因此，在许多情况中，存在着知道电压或电流信号的性质的需要，并且存在用以感测这些信号的设备。有时，存在于电气系统中某处的功率或能量的分量可能是人们想要知道其特性的信号。
取决于在手边的应用，还可能关注其它信号的性质：例如，电气系统的负载或磁场可以随时间改变，并且需要被观察。在该情况中，合适的传感器可以感测关注信号，并且用于估计信号性质的方法可以被应用于指示负载或磁场的信号。
电子设备包括微控制器和/或模拟电路。微控制器和/或模拟电路实行用于对在该电子设备中所感测的信号的性质进行估计的方法。优选地，微控制器和/或模拟电路取决于所获得的结果来控制电子设备的其它部分。
在一个实施例中，电子设备是开关模式电力供应器。
这样的电子设备可以保护供给电压、供给电流、供给功率或者其它电压、电流或功率，或者将自身适配于该供给电压、供给电流、供给功率中或者其它电压、电流或功率中的改变。由于用于估计信号性质的方法不需要很多计算能力，所以所需附加硬件是便宜且鲁棒的。另外，该方法足够快以允许在大多数情况中进行充分保护。如果检测到临界信号性质，则电子设备的至少部分可以被切换，或者可以适配内部开关频率。开关可以打开或闭合以用于对备用电压、电流或功率源的连接，或者用以为这样的备用解决方案再充电。这些仅仅是有关信号性质估计的可能反应的几个示例。取决于应用和硬件要求，可以取决于估计来开始或停止许多另外的动作。
其它有利的实施例和特征的组合出现自下面的详细描述以及全体权利要求。
附图说明
被用来解释实施例的附图示出了：
图1是具有两个阈值和作为信号的交变电压的第一实施例。
图2是具有两个阈值和作为信号的经整流的电压的第二实施例。
图3a是具有三个阈值和作为信号的经整流的电压的第三实施例，其示出了如何检测可靠时间点。
图3b是如图3a中所示出的相同情形，但是代替追踪符变量，示出了与时间点和可靠时间点的距离。
图4是具有三个阈值和作为信号的经整流的电压的第三实施例，其示出了在两个可靠时间点之间的电压的积分。
图5a是具有4个阈值和作为信号的交变电压的第四实施例，其示出了当追踪符变量从不被阻断时，短暂的停电对检测时间点和可靠时间点的影响。
图5b是如图5中所示出的相同情形，但是具有可被阻断的追踪符变量。
图6是一个电力供应器，其使用用于估计信号性质的方法来保护自身免于受临界输入电压的影响，其中信号是输入电压。
在各图中，相同的组件被给予相同的参考符号。
优选实施例
全部各图都图示了用于在电压信号的示例上估计信号性质的方法。代替电压信号，还有如例如电流信号、功率信号、能量信号、负载信号、磁场信号或可以在电气系统中感测的任何其它信号的另一信号可以使用下文中所说明的方法和设备。不能具有负值的信号（比如例如，功率或能量信号）可以取代以下示例中的经整流的电压信号。可以具有正值和负值的信号（比如例如，电流信号）可以取代以下示例中的电压信号。在这两种情况中，阈值的值需要被在信号处具有相同单位的值取代：例如，阈值在电流信号的情况中可以处于0.05、0.1和0.2安培，而不是50、100和200V，或者在功率信号的情况中处于0.5、1和2瓦特。
图1图示了用于估计电压u(t)的性质的方法的第一实施例。电压1的波形在该情况中是具有基本频率的正弦曲线，并且被添加到该曲线上的是具有基波幅度的40%的幅度的六次谐波。在示图中绘制波形1，其中左侧y轴9示出了电压，右侧y轴8示出了追踪符变量3，并且x轴7示出了时间。除了电压1的波形之外，存在所描绘的两个阈值2.1和2.2。第一阈值2.1处于正电压值，其大于第二阈值2.2的值。第二阈值2.2的电压值也是正的。电压波形1多次并且以正和负两个方向跨越两个阈值2.1和2.2。以正方向的跨越是下述情形：其中波形1在所跨越的阈值周围的最近邻域中增大，其在正x轴7（即，时间）的方向上被看到。以负方向的跨越是下述情形：其中波形1在所跨越的阈值周围的最近邻域中减小，其在正x轴7（即，时间）的方向上被看到。存在第一阈值的正跨越1.12、第二阈值的正跨越1.22、第一阈值的负跨越1.11以及第二阈值的负跨越1.21。
第一阈值的正跨越1.12引起追踪符变量3被锁定。这意味着追踪符变量3不能改变它的值直到其被解锁为止。第一阈值的负跨越1.11将追踪符变量3解锁，并且将其设置成零值。第二阈值的正跨越1.22从追踪符变量3的值中减去值“二”，并且第二阈值1.21的负跨越向追踪符变量3加上值“一”。
第一阈值2.1是在本发明意义上的第一阈值。第二阈值2.2是在本发明意义上的第二阈值。第一方向在本实施例中是负的。第一数学运算是加上第一加权值6.21，该第一加权值6.21在该实施例中是“一”。第二数学运算可以是减去是“二”的第二加权值6.22，或者加上是“负二”的第二加权值6.22。
在图1中，也绘制了追踪符变量3的值。左侧y轴8是针对追踪符变量3的相关轴。从左到右，电压波形1开始于0电压值处。其增加并且以正方向跨越第二阈值1.22。由此，追踪符变量得到值-2。不久以后，电压波形以正方向跨越第二阈值1.12。这使得追踪符变量3被锁定，其在图1中不可见。短时间之后，电压波形1以负方向跨越第一阈值1.11，其将追踪符变量3设置成0。不久之后，第一阈值的正跨越再次锁定追踪符变量3，直到第一阈值的下一个负跨越将其解锁并且将其再次设置成零为止。这并不可见，因为追踪符变量3之前已经是零。不久之后，电压波形1以负方向跨越第二阈值1.21，这使得追踪符变量3增加“一”并且得到值1。该实施例的触发条件4是追踪符变量3等于比较值1。比较值在图1中被示为虚线。在第二阈值的该负跨越1.21处满足触发条件4，并且因此检测到时间点5。在图1中用叉来标记时间点5。在第二阈值的下一个正跨越2.2的情况下，追踪符变量变成（-1）。第一阈值2.1的随后的正跨越再次将其锁定，并且第一阈值2的下一个负跨越将其设置成零。
尽管没有示出，但是人们可以计算当波形在第二阈值周围振荡而没有跨越第一阈值时出现的追踪符变量值的序列：1,-1,0,-2,-1,-3……换言之：在每一个新振荡的情况下，追踪符变量与比较值之间的距离变得更大。第一阈值的负跨越之后的第二阈值的仅第一负跨越满足触发条件，并且导致时间点5的检测。
电压波形1在第一阈值周围的振荡对追踪符变量进行锁定和解锁，但是将其保持在恒定值0处。
假定在该实施例中，跳跃不被视为阈值跨越的序列，并且跳跃被定义为从一个样本到下一个样本的电压改变，其一次跨越两个或更多个阈值：
电压从第一阈值以上的值跳跃到第二阈值以下的值保持追踪符变量被锁定：尽管电压可以跨越第二阈值，但是追踪符变量不能改变其值，并且因此检测不到时间点，直到再次以负方向跨越第一阈值为止。
电压从第二阈值以下跳跃到第一阈值以上的电压保持追踪符变量被解锁。这不是问题，如果在时间上没有另外的跳跃，直到再次以负方向跨越第一阈值为止，从而再次将追踪符变量设置成零。
假定在该实施例中，跳跃被定义为在两个随后的电压样本之间的电压改变，其一次跨越两个或更多个阈值，并且跳跃被视为一系列阈值跨越：
电压从第一阈值以上的值跳跃到第二阈值以下的值因此被视为第一阈值的负跨越，紧接着是第二阈值的负跨越：这正是其中检测到时间点的情形。
电压从第二阈值以下的值跳跃到第一阈值以上的值因此被视为第二阈值的正跨越，紧接着是第一阈值的正跨越：追踪符变量将会减小2，并且然后被锁定。以此方式不能满足触发条件，并且检测不到时间点。
因此，两种对待跳跃的方式之间的差异是：突然的电压降是否应该引起时间点的检测。如果存在着与基本频率相比，采样率较缓慢的可能性，则将跳跃视为阈值跨越的序列可以是合理的。在具有带相同符号的两个阈值以及停电或城市灯火管制的风险的情况下，忽略跳跃可以改善针对未被扰乱的电压信号的性质的估计。
如果可能的谐波的幅度先验地难以估计，则增大两个阈值之间的距离降低了由于谐波跨越全部阈值所引起的错误检测的概率，并且因此改善了该方法的鲁棒性。另一方面，阈值应当被选择成使得它们在标称操作期间被跨越。选择具有相同符号的两个阈值帮助检测测量，该测量包括停电。
图2示出了用于估计电压u(t)的性质的方法的第二实施例。
示图的设置与图1中的相同。然而，电压1是经整流的。此外，阈值、加权值以及触发条件不同。
第一阈值2.1处于正电压，但是低于第二阈值2.2。第一阈值的正跨越6.11将追踪符变量3设置成0。第二阈值的正跨越6.21向追踪符变量3加上4，并且第二阈值的负跨越6.22向追踪符变量3加上0。触发条件4是：追踪符变量3在小于或等于1之后应该第一次大于1。
再次，电压1在第一阈值2.1周围的振荡将追踪符变量保持在零处。
电压1在第二阈值2.2周围的振荡更进一步增大了追踪符变量。因此，触发条件保持被满足，并且检测不到新的时间点。
在该实施例中，假定跳跃是在两个样本之间的电压改变，其一次跨越两个或更多个阈值。
忽略电压跳跃再次阻止检测到时间点：
从第二阈值以上的电压到第一阈值以下的电压的电压跳跃并不与第二和第一阈值的常规负跨越将进行的那样不同地来改变追踪符变量。
从第一阈值以下的电压到第二阈值以上的电压的电压跳跃使得追踪符变量不被设置回零，并且什么都没有被加上。然而，由于触发条件已经被满足，因为其没有被设置回零，所以向追踪符变量加上第一加权值的缺失不改变触发条件。因此，检测不到新时间点。
如果另一方面，将跳跃视为阈值跨越的序列，则将会在从第一阈值2.1以下到第二阈值2.2以上的跳跃中检测到时间点。
虽然两个时间点之间的距离在图1的实施例中近似是基波的周期，但是其在图2的实施例中近似是未经整流的基波的周期的一半。
图3a和3b图示了用以确定可靠时间点5.1的想法和方法。图3a和3b示出了相同电压波形和相同阈值。图3a另外示出了追踪符变量3。图3b代替地示出了与最后的时间点5以及与最后的可靠时间点6的距离，以及滑动和加权半周期15。
图3a和3b中的电压波形1是具有16次谐波的经整流的基波，其中16次谐波的幅度是基波幅度的40%。
存在三个阈值：第一阈值2.1处于这些阈值中的最高电压处，并且它的正跨越将追踪符变量3解锁，并且将其设置成零，而负跨越不改变追踪符变量3。
第二阈值2.2具有在第一2.1与第三阈值2.3之间的电压。以正方向跨越它将向追踪符变量3加上4，而以负方向跨越它将向追踪符变量3加上0。
第三阈值2.3处于全部阈值中的最低电压处，但是仍大于零。以正方向跨越它将向追踪符变量3加上0，而以负方向跨越它将向追踪符变量3加上（-1）。
触发条件是：如果追踪符变量3在之前小于1之后上升到1以上或上升到1，则检测到时间点5。
作为结果，如果在第一阈值2.1的正跨越之后以正方向跨越第二阈值2.2，并且在其中间具有小于四个对第三阈值2.3的正跨越，则检测到时间点5。这可以在图3a中看到。
由于电压波形1的形状以及阈值的选择，在电压波形1的基波对0伏特的每个跨越周围检测到多个时间点5。
查看时间点5沿着时间轴7的分布，因此，在对0伏特的跨越周围存在簇，其被基波的近似一个半周期的间隔分隔开。
为了估计电压性质，人们假定在两个随后的时间点5之间的距离13在经整流的电压波形1的情况中近似是基波的一个半周期。在图3中所示出的情况中，该假定在大多数情形中是明显错误的。为了对此进行改善，时间点5被过滤以确定它们中的哪些是可靠的6。
该过滤器包括寄存器，该寄存器包含固定数目的条目。如果检测到时间点5，则寄存器的全部条目按一移位，并且新检测到的时间点与先前的时间点之间的距离13被写入在寄存器的第一条目中。由图3b中的虚线的峰值来指示该距离13。由此，丢失了在检测到新时间点5之前的最老条目的值。然而，优选地，仅在新检测到的时间点与先前时间点之间的距离13处于最小与最大距离之间的间隔中的情况下才实行寄存器中的该改变。在图3b中所示出的情况中，这阻止了在与停电结束处的先前的时间点的距离13中的峰值之后，滑动和加权半周期15增大。在该处首先检测到可靠时间点6并且不久之后到最后的时间点的距离13减小的距离值1000是该实施例中的最大距离。
该寄存器的最大条目除以除数Div。除数Div在此大于或等于一。将该计算的结果优选地与最小距离进行比较。这两个值中的较大一个被叫做滑动和加权半周期15。该值在图3b中被示出：滑动和加权半周期15基本上是恒定的。在此处示出的情况中，Div被设置成2，这是其值如此远离在随后的时间点5之间的距离13的最大值的原因。
并行地，确定新检测到的时间点5到最后的可靠时间点6的距离14。在图3b中，该距离14被示为连续线的峰值，除了为1000的一个之外。如果到最后的可靠时间点6的距离14大于滑动和加权半周期15，并且检测到时间点5，则该时间点5被假定为是可靠的6。
然而，并行地，还存在用以确定可靠时间点6的另一方式：瞬时时间到最后的可靠时间点6的距离14也被监控。在图3b中，瞬时时间到最后的可靠时间点6的该距离14被示为连续线。如果该距离14等于最大距离，则在所示出的实施例中，最大距离是1000，检测到可靠时间点6，即使不存在时间点5。不是时间点5的该可靠时间点6在图3a和3b中利用其中没有叉的圆圈来标记。
在图3a和3b中，寄存器总是被填充有短和长距离13。长距离13稍微短于基波的一个半周期。因此，滑动和加权半周期15在该区中也仅稍微短于基波的一个半周期除以除数Div，该除数Div在该情况中是2。在基波对0伏特的单个跨越周围的时间点5处于对彼此的小得多的距离13中，并且因此不是“可靠时间点”。然而，下一个“簇”的第一时间点5距最后的可靠时间点6大约为一个半周期远，并且因此被检测为是可靠时间点6。
在基波对0伏特的这前三个跨越之后，电压1下降到零，并且停留在那里长达大于一个半周期的时间。检测不到时间点5。然而，瞬时时间到最后的可靠时间点的距离14增大，并且最终达到最大距离1000：在其中不存在时间点5的方位处“检测到”可靠时间点6。
在该零电压区之后的是所找到的一个可靠时间点5，其不适合在零电压区之前所看到的常规模式。这是因为在零电压区的开始和结束处的跳跃被视为阈值跨越的序列。在该实施例中，跳跃是在两个样本之间的电压改变，其一次跨越两个或更多个阈值。此外，与基波的半周期相比，滑动和加权半周期15相当小，并且偶然地，时间点5与最后的可靠时间点6之间的距离14正好足够长以满足用于找到可靠时间点6的准则。
由于该原则上错误地找到的可靠时间点6，与下一个时间点5的距离14也相当小。尽管如此，在该情况中，由于滑动和加权半周期15的小值，其被正确地识别。
通过减小除数Div，滑动和加权半周期15增大，并且减小错误地检测可靠时间点6的可能性。然而，如果存在这样的错误检测，则可能花费更多的常规半周期，直到再次正确地检测可靠时间点6为止。
而且，最大距离是可以选择的自由参数：如果值被设置得过小，则不能检测低基本频率。另一方面，如果值过大，则因此将不检测较长的停电，而是在长距离13处于两个时间点之间时进入寄存器。这可以将滑动和加权半周期15增大到不现实的高值，使得缺失可靠时间点6。然而，一旦大值离开寄存器，该问题就消失了。可以选择适合大小的寄存器来限制该问题。
图4示出了用于估计电压u(t)的性质的方法的另一实施例。
示图的设置与图2中的相同。再次，电压1的经整流的。阈值、加权值和触发条件与图1和图2不同：
第一阈值2.1是具有最高电压值的阈值。第二阈值2.2具有比第一阈值低但是仍大于第三阈值2.3的电压。
在正方向上跨越第一阈值2.1引起追踪符变量3被初始化并且被设置成零。在负方向上跨越第一阈值2.1对追踪符变量3没有影响。第一方向因此在该实施例中是正方向。
在正方向上跨越第二阈值2.2引起向追踪符变量3加上第一加权值4。在负方向上跨越第二阈值2.2引起向追踪符变量3加上第二加权值0。
在正方向上跨越第三阈值2.3引起向追踪符变量3加上第三加权值0。在负方向上跨越第三阈值2.3引起向追踪符变量3加上第四加权值-1。
如果追踪符变量3在小于一之后第一次大于或等于一，则触发条件4被满足。
加权因子和阈值的该选择具有以下影响：在第三和最低阈值2.3周围的许多振荡可以阻止追踪符变量3达到触发条件4。不需要跨越第三和最低阈值2.3来达到触发条件4。加权因子和阈值的这样的选择在其中处于低电压处的许多振荡是问题的指示的情形中或者在另外的特殊情形中可能是有用的。
图4中示出的波形在第三和最低阈值2.3周围不具有足够振荡以便阻止追踪符变量3达到触发条件。因此，在观察时间期间检测到两个时间点5。两个时间点5都被标识为可靠时间点6。为了估计电压性质（比如平均电压），在两个随后的时间点5之间的时间内对电压值1进行积分。这是积分11。线10.1和10.2指示时间点5。
图5a和5b示出了具有相同阈值、加权值和触发条件的相同电压波形1的两个评估。这两张图的不同之处在于对待跳跃的方式：在图5a中，跳跃被视为阈值跨越的序列，在图5b中，跳跃不影响追踪符变量。在该实施例中，在两种情况中，跳跃是在两个样本之间的、一次跨越两个或更多个阈值的电压改变。
电压波形1是基波连同其六次和十六次谐波。这两个谐波的幅度都是基波幅度的40%。另外，存在在其期间电压在像之前那样继续之前下降到零的时间，从而对停电进行模拟。
在图5a和5b中，通过指示单独采样的电压值的许多点来描绘波形1。由此，在停电结束处的跳跃变得清楚可见。
第一阈值2.1在该实施例中处于-50 V，并且正跨越锁定追踪符变量3，而负跨越将追踪符变量解锁并且将其设置成零。
第二阈值2.2在该实施例中处于-250 V，并且正跨越和负跨越二者都向追踪符变量3加上一。
第三阈值2.3处于250 V，并且正跨越（2.32）将追踪符变量3乘以（-1）（12.32），而负跨越（2.31）将其乘以零（12.31）。
第四阈值2.4位于50 V处，并且正跨越（2.42）将追踪符变量（12.42）解锁，而负跨越（2.41）将其锁定（12.41）。
触发条件是：追踪符变量在大于或等于零之后第一次小于零。因此，如果第二阈值2.2被跨越，接着第三阈值2.3的正跨越并且没有任何负跨越（如果第一阈值2.1在中间的话），则检测到时间点5。
在停电的结束时，电压从位于第一阈值2.1与第四阈值2.4之间的零跳跃到第二阈值2.2以下。这在该实施例中是跳跃，因为两个阈值被一次跨越。跳过的阈值是第一阈值2.1和第二阈值2.2，并且跳跃以负方向。
在图5a中，跳跃被视为第一阈值2.1的负跨越，从而对追踪符变量3解锁，并且将其设置成零，接着第二阈值的负跨越，其向追踪符变量3加上一。因此，追踪符变量3的值在跳跃之后等于一。
在图5b中，跳跃并不改变追踪符变量3。由于就在停电之前，以负方向跨越了第四阈值2.4，所以追踪符变量3被锁定，并且当停电结束时仍被锁定。由于跳跃，没有将追踪符变量3解锁的阈值跨越，并且因此其值等于0，并且其保持被锁定直到以正方向跨越了第四阈值2.4为止，或者直到以负方向跨越第一阈值2.1为止。
图5a与图5b之间的该差异导致在图5a中检测到时间点5，但是在图5b中没有检测到。因此，两个所检测到的时间点5之间的距离13在图5b中如此之大以至于通过该方法在两个所检测到的时间点5的中间插入可靠时间点6。
图6示出了一种电子设备，其使用用于估计电压性质的方法。电压u(t)1被递送到该电子设备。在该情况中，电子设备是电力供应器。电力供应器由常规的电力供应器17、测量和评估设备18以及校正设备19组成。在常规的电力供应器17之前，由伏特计18.1来测量电压u(t)，并且由子设备18.2实时地执行用于估计电压性质的方法。伏特计18.1和子设备18.2二者都是测量和评估设备18的部分。测量和评估设备18、特别是其子设备18.2包含合适的模拟电路或者合适的数字设备（比如微处理器），或其二者的混合。测量和评估设备18测量电压u(t)，并且执行用于估计电压性质的方法。所得到的所估计的电压性质经由信号信道20被递送到校正设备19，该校正设备19保护常规电力供应器17以免受具有临界性质的输入电压的影响。信号信道20可以利用导线或无线地传输所估计的电压性质。
在其它实施例中，仅指示符信号被传输到校正设备19或常规电力供应器17本身。指示符信号可以指示一个或多个电压性质是临界的。还有可能的是一个或多个电压性质被传输到常规电力供应设备17本身。校正设备19可以被包括在测量和评估设备18中，并且其一个或二者可以被包括在常规电力供应器17中。还有可能的是，伏特计18.1和子设备18.2被集成在单个单元中，或者它们是分离的并且被集成在不同设备中或者是单个单元。另外，电压性质估计或者指示了一个或多个电压性质的临界值的指示符信号可以被传输到存储设备或到监督器。
使用用于估计电流性质的方法的电子设备类似于图6中示出的那个，但是伏特计18.1被安培计取代，该安培计被放置在关注的电流路径中。使用用于估计功率性质的方法的电子设备可以包括伏特计18.1和安培计二者，并且将两个值相乘以估计功率信号。在另一实施例中，其包括功率计，而不是伏特计18.1。产生能量信号的一种方式是在固定的持续时间内对功率信号求积分。其中使用用于估计其它信号性质的方法的电子设备利用针对期望信号的测量设备来取代伏特计18.1：例如，针对磁场信号的霍尔传感器、针对温度信号的热电偶。当然，也还有可能使用基于其它测量原理的传感器。
总而言之，要指出的是，该方法可以被用于交变电压以及被用于经整流的电压。在不同实施例中所示出的阈值量、其值、加权因子和数学运算的选择仅仅是示例：它们可以被适配于其中应该使用该方法的应用的需要。
附图标记列表
1 感测电压u(t)
1.11 以第一方向跨越第一阈值
1.21 以第一方向跨越第二阈值
1.12 以第二方向跨越第一阈值
1.22 以第二方向跨越第二阈值
1.31 以第一方向跨越第三阈值
1.32 以第二方向跨越第三阈值
1.41 以第一方向跨越第四阈值
1.42 以第二方向跨越第四阈值
2.1 第一阈值
2.2 第二阈值
2.3 第三阈值
2.4 第四阈值
3 追踪器变量
4 触发条件
5 时间点
6 可靠时间点
12.11 将追踪器变量设置成起始值 (在第一方向上的第一阈值处) [图1]
12.12 追踪器变量的锁定 (在第二方向上的第一阈值处)
12.21 第一加权值 (在第一方向上的第二阈值处) [图1,2]
12.22 第二加权值 (在第二方向上的第二阈值处)[图1]
12.31 修改第四加权值 (在第一方向上的第三阈值处) [图5a]
12.32 修改第五加权值 (在第二方向上的第三阈值处) [图5a]
12.41 第四保护追踪符变量(在第一方向上的第四阈值处) [图5a]
12.42 追踪符变量的第四允许的改变（在第二方向上的第四阈值处）[图5a]
7 时间轴
8 追踪符变量和触发条件的轴
9 感测信号u(t)曲线的轴
10.1,10.2 取向线
11 在两个随后的可靠时间点之间的信号上的积分
13 到最后的时间点的距离
14 到最后的可靠时间点的距离
15 滑动和加权半周期 (SWHP)
16 距离和SWHP的轴
17 常规的电力供应器
18 测量和评估设备
18.1 伏特计
18.2 子设备
19 校正设备
20 信号信道

Claims (15)

1.用于估计在电气系统中所感测的信号x(t)的性质的方法，其中所述信号被感测并且
a)通过下述各项来估计信号的基波的基本周期：
a.将感测信号与至少一个阈值进行比较以检测阈值跨越，
b.根据所述阈值跨越来估计所述基本周期，以及
其特征在于以下步骤：
b)当所述信号在第一方向上跨越第一阈值时，利用起始值来初始化追踪符变量，
c)当所述信号在所述第一方向上跨越第二阈值时，通过第一数学运算来修改所述追踪符变量的值，所述第一数学运算链接第一加权值和所述追踪符变量的值，
d)当所述信号在第二方向上跨越所述第二阈值时，通过第二数学运算来修改所述追踪符变量的值，所述第二数学运算链接第二加权值和所述追踪符变量的值，
e)定义至少两个时间点Ei-1、Ei，在所述时间点处，所述追踪符变量的值满足触发条件，以及
f)基于下述各项来估计所述信号性质：
a.在两个随后的时间点之间的时间距离，Di＝Ei-Ei-1，和/或
b.在两个随后的时间点之间所感测的信号x(t)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述感测信号与两个或更多个阈值进行比较以检测阈值跨越，并且检测所述阈值跨越中的至少一个的方向。
3.根据权利要求1所述的方法，其包括下述步骤：
在两个时间点En、Em之间的时间内对取决于所述信号x(t)的函数f(x(t))求积分：
其中，所述函数f(x(t))等于所述信号f(x(t))＝x(t)或者等于所述信号的平方f(x(t))＝x(t)2。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触发条件是所述追踪符变量的值等于比较值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中
a)第一和第二阈值二者都处于正信号值，并且所述第一阈值大于所述第二阈值，
b)所述第一方向是负的，并且
c)所述第二方向是正的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，待估计的信号性质是有效信号Xeff，其通过下述各项进行估计：
a)对被用来估计第一距离Dm的两个时间点中的稍后一个与被用来估计第二距离Dn的两个时间点中的稍后一个之间的感测信号x(t)的平方求积分，以及通过
b)将经积分的信号除以在同样的两个距离之间的距离。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述信号x(t)是电压信号u(t)，或电流信号i(t)，或功率信号w(t)。
8.用于创建事件记录的方法，包括应用根据权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤，其中，时间点被存储在事件记录中，即，所述事件记录包括全部所检测到的时间点Ei的列表，
事件记录＝(E0，E1，...，EX)。
9.用于创建距离记录的方法，其包括下述步骤：
a)应用根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
b)通过应用根据权利要求1至7中任一项所述的方法或者通过读取事件记录来收集时间点，
c)通过从稍后的时间点中减去较早先的时间点来确定在每两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的距离Di，
d)应用以下步骤之一：
a.将所述距离Di存储在距离记录中，所述距离记录是有序的，并且以在其之间评估相应距离的两个时间点中的较早先或稍后的时间点的出现次序来存储所述距离
或者
b.将所述距离Di存储在距离记录中，所述距离记录包括数据元组，并且每个数据元组包括所述距离和在其之间评估所述相应距离的两个时间点中的较早先或稍后的时间点的出现的编号之一，其中按上升的出现时间来对所述时间点排序并且以该次序对所述时间点编号，由此为每个时间点指派编号，
或者
c.为每个距离Di指派与所述稍后的时间点的编号相等的编号并将所述距离Di存储在距离记录中，所述距离记录是有序的，并且以其编号的次序存储所述距离
或者
d.为每个距离Di指派与所述稍后的时间点的编号相等的编号并将所述距离Di存储在距离记录中，所述距离记录包括数据元组，并且每个数据元组包括所述距离和所述距离的编号之一
距离记录＝[D1，D2，...，DX]
或
距离记录＝([D1，Nr(D1)，...]，[D2，Nr(D2)，...]，...[DX，Nr(DX)，...])。
10.用于确定距离DX的滑动和加权半周期的方法，包括下述步骤：
a)应用根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
b)确定距离D1,…DX，
a.通过读取通过权利要求9的方法所创建的距离记录，
或者
b.通过应用下述步骤：
i.通过应用根据权利要求1至7中任一项所述的方法或者通过读取事件记录来收集时间点，
ii.通过从稍后的时间点中减去较早先的时间点来确定在每两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的距离Di，
c)将距离DX处的滑动和加权半周期SWHP(DX)的值设置成包含下述各项的列表的最大值：a.距离Di的固定量A除以除数Div，其中
i.所述距离Di具有的编号小于或等于DX的编号
或者
ii.在经排序的距离记录中，所述距离Di在时间上在所述距离DX之前或处于与所述距离DX相同的记录处，
或者
iii.所述距离Di出现在所述距离DX之前或出现在所述距离DX处
b.以及最小距离，Dmin
11.用于确定距离是否可靠的方法，包括下述步骤：
a)应用根据权利要求1至10中任一项所述的方法，
b)确定距离D1，…DX，
a.通过读取通过权利要求9的方法所创建的距离记录，
或者
b.通过应用下述步骤：
i.通过应用根据权利要求1至7中任一项所述的方法或者通过读取事件记录来收集时间点，
ii.通过从稍后的时间点中减去较早先的时间点来确定在每两个随后的时间点Ei、Ei-1之间的距离Di，
c)确定在具有编号Nr(DX+1)的第一距离DX+1与具有编号Nr(DFi)的第二距离DFi之间的距离Y，
a.通过加上具有在Nr(DFi)+1与Nr(DX+1)之间的编号的全部距离，
b.其中所述第二距离DFi是可靠距离，并且其中所述第二距离DFi具有全部可靠距离中的最大编号，其小于所述第一距离DX+1的编号Nr(DX+1)
d)如果有下述情况，则将所述第一距离DX+1定义为可靠的：
a.所述距离Y大于或等于在所述第一距离DX+1处的滑动和加权半周期SWHP(DX+1)，或
b.如果所述距离Y大于最大距离Dmax，
其中Nr(Dk)＝j
如果Y≥min(SWHP(DX+1)，Dmax)，则是可靠的。
12.根据权利要求11所述的方法，其中待估计的信号性质是针对谐波含量H的量的特征数，其通过下述各项进行估计：
a)使用下述各项的数目和/或差：
a.距离和/或
b.距离被确定为可靠。
13.用于确定经改善的有效信号Xeff,imp的方法，包括根据权利要求6所述的方法的步骤，其中所估计的偶数数目的随后的有效信号值Xeff(Em0，Eno),Xeff(Em1,En1),...,Xeff(Emx，Enx)的浮动平均值通过下述各项来计算：
a)将随后的有效信号值相加，以及
b)除以相加的有效信号值的数目，
c)其中在两个时间点Emi、Eni之间的第一关系对于全部所涉及的随后的有效信号值是相同的，在所述两个时间点之间，确定所述所涉及的随后的有效信号中的每一个，以及
d)其中作为在其之间确定所述所涉及的随后的有效信号之一的两个时间点中较早先的时间点的全部时间点处于对彼此的第二关系中。
14.包括微控制器和/或模拟电路的电子设备，其实行根据权利要求1至13中任一项所述的方法中的任一个，并且其取决于通过根据权利要求1至13所述的方法中的任一个所获得的结果来控制所述电子设备的其它部分。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述电子设备是开关模式电力供应器。
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