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如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準?

2021-09-06 00:53:04·  來源：橫河測試測量  
　
多臺儀器的同步數(shù)據(jù)采集被廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)測試領(lǐng)域中。隨著工業(yè)4.0的不斷推進，對于同步測量的時間精度的要求也在隨之不斷提高。橫河測試測量始終致力于為
 多臺儀器的同步數(shù)據(jù)采集被廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)測試領(lǐng)域中。隨著工業(yè)4.0的不斷推進，對于同步測量的時間精度的要求也在隨之不斷提高。橫河測試測量始終致力于為用戶提供精準高效的測量解決方案,在同步測量領(lǐng)域，我們也在不斷地追求更高精度的時間同步。

1  如何實現(xiàn)更高精度的同步測量？

在以往的同步測量系統(tǒng)中，通常會采用NTP協(xié)議進行采集的同步化。NTP(Network Time Protocol)，中文名稱為網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議，是計算機對其時鐘源實現(xiàn)同步化的一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。它可以提供高精度的時間校準，同時通過加密的方式來防止惡意的協(xié)議攻擊，以此來實現(xiàn)可靠的高精度時間同步。在WLAN的情況下誤差為幾十毫秒(ms)，在LAN的情況下誤差可以小于1毫秒(ms)。

然而隨著測量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的NTP協(xié)議已經(jīng)無法滿足更高標準的時間同步要求。因此，PTP協(xié)議應(yīng)運而生。PTP(Precision Time Protocol)，又稱IEEE1588協(xié)議，中文名稱為精確時間協(xié)議，旨在LAN的情況下提供更高精度的時間同步。但是，為了實現(xiàn)這個目標，PTP協(xié)議需要得到硬件的支持，即只有支持PTP協(xié)議的儀器，才可以進行更高精度的時間同步。因此，相對于NTP協(xié)議，PTP協(xié)議對測量儀器有了更高的要求。

我們將應(yīng)用了PTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)稱為PTP域。在此域中，有且只有一個同步時鐘，域內(nèi)的所有設(shè)備都與其保持時間同步。通常需要有一個“主端口（主機）”機器發(fā)送同步時鐘信號，并配合更高精度的延時測量算法，使其他機器以“從端口（從機）”的形式與同步時鐘信號始終保持高精度的時間同步關(guān)系（圖1）。

如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準
圖1 PTP協(xié)議時間同步原理

2  支持PTP協(xié)議的橫河高精度同步測量方案

如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準1

橫河的最新一代示波記錄儀DL950，高精度功率分析儀WT5000， 以及混合信號示波器DLM5000都對PTP協(xié)議提供了支持。其中DL950還可以作為主端口機器發(fā)送同步時鐘信號。并且通過集成軟件平臺IS8000，可以實現(xiàn)最多5臺儀器的高精度同步測量，能夠以 最小誤差實現(xiàn)跨越多通道功率和波形數(shù)據(jù)的精準同步(圖2)。誤差可以小于10微秒(μs)。

如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準2
圖2 IEEE1588技術(shù)在IS8000中的應(yīng)用

3  測試實例：電機效率評價

如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準3  如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準4

舉個例子，電機效率是電動汽車的一項關(guān)鍵指標，因為小幅改進就可能會增加行駛里程。所以這種效率測量需要用電機轉(zhuǎn)速和扭矩進行準確的同步功耗測量。
橫河高精度同步測量方案針對這種測試需求的優(yōu)勢顯而易見：利用集成軟件平臺IS8000來實現(xiàn)功率分析儀和高速記錄儀的高精度同步測量，使用IEEE1588 PTP技術(shù)，可以將來自WT5000功率分析儀和DL950示波記錄儀的數(shù)據(jù)進行時間同步，且誤差小于10μs，并且在同一時間軸上即可顯示精確的功率參數(shù)和波形。

如何做好同步數(shù)據(jù)采集的時間校準5
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