這里是德國(guó)GMC高美測(cè)儀功率分析課堂，今天我們介紹下功率分析儀的基本原理，我們會(huì)從電學(xué)測(cè)量的本質(zhì)出發(fā)來(lái)回答

什么是功率分析儀

有不同的方法來(lái)描述功率分析儀,一般歸結(jié)為跟功率測(cè)量相關(guān),所以功率分析儀,原則上是測(cè)量功率的儀器,但它的精確度和帶寬都很高,這種高精度的結(jié)合不僅適合非常精確的測(cè)量還可以進(jìn)行更深入的數(shù)據(jù)分析;我們?cè)谶@張幻燈片上看到功率分析儀可測(cè)量的部分參數(shù)，這些是功率分析的基本特性。

有功功率：

我們先來(lái)看看有功功率，在這里我們注意到兩件事：一個(gè)是乘法，第二個(gè)是積分，在積分中首先需要采樣一定程度上采樣率越高，積分的結(jié)果越精確；所以一個(gè)較高的采樣率，對(duì)于功率分析儀來(lái)講是必要的，另外高采樣也使它能夠測(cè)量高帶寬的信號(hào)；此外，積分開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間周期，我們?cè)谶@里看到t1和t1+T；它們必須準(zhǔn)確地記錄下來(lái)，使計(jì)算盡可能接近真實(shí)的測(cè)量值，所以設(shè)置好測(cè)量時(shí)間基準(zhǔn)是功率分析的關(guān)鍵要求。

在周期信號(hào)中，一個(gè)積分周期必須包含一個(gè)整數(shù)周期的倍數(shù)除了精確的時(shí)間基準(zhǔn)對(duì)信號(hào)過(guò)零點(diǎn)的可靠檢測(cè)起著關(guān)鍵作用，功率分析儀之后必須靈活地調(diào)整周波信號(hào)采樣時(shí)間才能做到采樣無(wú)間隙的提供測(cè)量結(jié)果，第二個(gè)關(guān)鍵因素：有功功率計(jì)算公式中的乘法：乘法運(yùn)算在理論上當(dāng)然很簡(jiǎn)單，但在實(shí)踐中有一個(gè)重要的因素在起作用這就是同步性，換句話(huà)說(shuō)電壓和電流的采樣值在這里相乘需要在同一時(shí)刻被準(zhǔn)確地記錄下來(lái)這樣計(jì)算的功率才有意義在設(shè)計(jì)中，這意味著電流和電壓信號(hào)采樣通道必須驚人的一致，因?yàn)榧词故俏⑿〉挠布钜材芤爰{秒級(jí)別的延遲，這樣對(duì)于電壓U和電流I的同步是有害的設(shè)計(jì)還需要考慮電壓連接的影響。

這可能會(huì)增加通道阻抗，即使很微小的變化，因?yàn)樗鼤?huì)帶來(lái)相位偏移為了達(dá)到極好的同步方法我們使用內(nèi)部功率模塊

集成了電壓和電流采樣單元實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻電壓電流功率值的對(duì)應(yīng)這一點(diǎn)將功率分析儀與其他儀器區(qū)分開(kāi)來(lái)，比如有的儀器只有電壓信號(hào)輸入通道，它依靠外部傳感器才能進(jìn)行電流測(cè)量，當(dāng)然，即使在上述情況滿(mǎn)足要求測(cè)量到之后功率只有在電壓和電流信號(hào)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)，所以引入另外一個(gè)重要的話(huà)題測(cè)量精度，這就是為什么精密功率分析儀在技術(shù)規(guī)格上對(duì)于測(cè)量不確定度一般描述非常嚴(yán)謹(jǐn)配合高強(qiáng)的運(yùn)算能力使得功率分析儀可以進(jìn)行更多數(shù)據(jù)的處理分析，比如瞬態(tài)信號(hào)采集星型三角功率換算諧波分析、矢量圖、事件錄波等。

之后，當(dāng)談到系統(tǒng)效率時(shí)，功率分析儀必須能夠?qū)斎胄盘?hào)邏輯分組；總結(jié)一下：功率分析儀是一種儀器集成電流和電壓輸入高采樣精巧的通道設(shè)計(jì)和高計(jì)算能力，這使它能夠?qū)β蔬M(jìn)行高精度的分析。

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