發布時間：2022年10月24日                 作者：德國GMC-I高美測儀（上海電勵士）

為什么使用功率分析儀進行直流測量？

功率分析儀測量直流電流的方法

對功率測量需求的增加并不會自動轉化為對功率分析儀需求的增加。由于直流功率很容易計算——無需考慮相角，功率因數等——為什么S選使用功率分析儀，而不是選擇更便宜的萬用表？有幾個很好的理由：

? 可用性： 分別測量和相乘電壓和電流可能很麻煩且容易出錯。功率分析儀具有出色的易用性。
? 衍生值： 通常，測量的直流功率需要對應的交流功率（直流轉交流，反之亦然）進行設置，以確定效率。在這一點上，無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： 要測量的直流信號很少沒有交流成分。通常，DC-DC轉換器或整流器的開關頻率會產生疊加的殘余紋波。根據電壓和電流之間的相位關系，這種紋波可能會影響整體功率。雖然其的規模可能很小，但當考慮效率>95%時，它可能會變得很大。

圖1：配備 6 個 S 通道的 LMG671 的后面板

功率測量交流和直流測量有何不同
在確定了這種新模式下對使用功率分析儀的持續需求后，我們需要仔細研究具體細節。當今的數字測量儀器都是基于電壓和電流采樣值的計算。Z大信號幅值需要正確映射到模/數轉換器的輸入范圍，否則信號將被削波，從而導致測量無效。

在交流的世界中，人們通常考慮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，對于通常的正弦波電網電壓，可以給出為≈1.414。因此，230 V的典型真有效值電網電壓映射到325 V峰值。然而，一旦信號失真，實際峰值可能會高得多。為了避免用戶的不適應，確定使用RMS值作為標稱值來標記測量量程檔。因此，在測量230 V電網電壓時，用戶只需選擇250 V量程檔位，而無需在相應的400 V峰值上浪費任何想法。雖然電壓波峰因數通常接近，但高達4的電流波峰因數并不罕見。測量量程的標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值和不同波峰因數的兩個信號的比較

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

這個例子表明，在為測量量程選擇有意義的名稱（數值）時，沒有簡單的方法來協調交流和直流測量的需求。導致直流信號Z佳利用的量程將有削波交流信號峰值的風險，反之，具有交流所需安全裕度的測量量程將導致直流電精度欠佳。

W一的出路：為交流和直流信號提供不同的范圍類型。