發(fā)布時(shí)間：2022年10月24日                 作者：德國(guó)GMC-I高美測(cè)儀（上海電勵(lì)士）

為什么使用功率分析儀進(jìn)行直流測(cè)量？

功率分析儀測(cè)量直流電流的方法

對(duì)功率測(cè)量需求的增加并不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為對(duì)功率分析儀需求的增加。由于直流功率很容易計(jì)算——無(wú)需考慮相角，功率因數(shù)等——為什么S選使用功率分析儀，而不是選擇更便宜的萬(wàn)用表？有幾個(gè)很好的理由：

? 可用性： 分別測(cè)量和相乘電壓和電流可能很麻煩且容易出錯(cuò)。功率分析儀具有出色的易用性。
? 衍生值： 通常，測(cè)量的直流功率需要對(duì)應(yīng)的交流功率（直流轉(zhuǎn)交流，反之亦然）進(jìn)行設(shè)置，以確定效率。在這一點(diǎn)上，無(wú)論如何都需要真正的功率分析儀，那么為什么不一舉兩得呢？
? 帶寬： 要測(cè)量的直流信號(hào)很少?zèng)]有交流成分。通常，DC-DC轉(zhuǎn)換器或整流器的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)產(chǎn)生疊加的殘余紋波。根據(jù)電壓和電流之間的相位關(guān)系，這種紋波可能會(huì)影響整體功率。雖然其的規(guī)?？赡芎苄?，但當(dāng)考慮效率>95%時(shí)，它可能會(huì)變得很大。

圖1：配備 6 個(gè) S 通道的 LMG671 的后面板

功率測(cè)量交流和直流測(cè)量有何不同
在確定了這種新模式下對(duì)使用功率分析儀的持續(xù)需求后，我們需要仔細(xì)研究具體細(xì)節(jié)。當(dāng)今的數(shù)字測(cè)量?jī)x器都是基于電壓和電流采樣值的計(jì)算。Z大信號(hào)幅值需要正確映射到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入范圍，否則信號(hào)將被削波，從而導(dǎo)致測(cè)量無(wú)效。

在交流的世界中，人們通?？紤]RMS值，因此為了避免削波，需要考慮峰值與RMS值的比值。該比值稱為波峰因數(shù)，對(duì)于通常的正弦波電網(wǎng)電壓，可以給出為≈1.414。因此，230 V的典型真有效值電網(wǎng)電壓映射到325 V峰值。然而，一旦信號(hào)失真，實(shí)際峰值可能會(huì)高得多。為了避免用戶的不適應(yīng)，確定使用RMS值作為標(biāo)稱值來(lái)標(biāo)記測(cè)量量程檔。因此，在測(cè)量230 V電網(wǎng)電壓時(shí)，用戶只需選擇250 V量程檔位，而無(wú)需在相應(yīng)的400 V峰值上浪費(fèi)任何想法。雖然電壓波峰因數(shù)通常接近，但高達(dá)4的電流波峰因數(shù)并不罕見(jiàn)。測(cè)量量程的標(biāo)稱值和峰值之間的差異需要考慮到這些情況。

圖2：具有相同RMS值和不同波峰因數(shù)的兩個(gè)信號(hào)的比較

在DC領(lǐng)域，情況非常不同。RMS值和峰值通常非常接近，波峰因子接近1。即使對(duì)于高達(dá)350 V的直流電壓，選擇400 V峰值測(cè)量范圍也不會(huì)感到不自然。50V裕量足以覆蓋任何預(yù)期的紋波電壓。選擇250 V量程檔（如上所述，采用AC量程命名方法）來(lái)測(cè)量350 V將感覺(jué)非常奇怪。直觀地說(shuō)，選擇下一個(gè)量程——峰值為800 V的400 V量程——將導(dǎo)致非常不理想的利用率，并且不必要地增加測(cè)量不確定性。

這個(gè)例子表明，在為測(cè)量量程選擇有意義的名稱（數(shù)值）時(shí)，沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法來(lái)協(xié)調(diào)交流和直流測(cè)量的需求。導(dǎo)致直流信號(hào)Z佳利用的量程將有削波交流信號(hào)峰值的風(fēng)險(xiǎn)，反之，具有交流所需安全裕度的測(cè)量量程將導(dǎo)致直流電精度欠佳。

W一的出路：為交流和直流信號(hào)提供不同的范圍類(lèi)型。