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影響功率分析儀測量結果的幾個(gè)重要因素

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  • 發(fā)布時(shí)間:2020/2/19 20:26:33
  • 作者:zl_yinhe

  在使用功率分析儀進(jìn)行測試過(guò)程中,有時(shí)雖然面對同樣的信號,因使用設備的不同測量結果會(huì )出現較大偏差,即使更換同一品牌功率分析儀,也可能出現一些差異,這些時(shí)候,往往是現場(chǎng)測試工程師們對功率分析儀相關(guān)參數不熟悉造成的,那么,什么樣的參數會(huì )造成測試結果差異化呢?

線(xiàn)路濾波器

  功率分析儀的線(xiàn)路濾波器設置一般具有兩種目的,一種是避免測量結果出現混疊現象,另一種則是為了適應實(shí)際應用需求,不同廠(chǎng)家會(huì )考慮到諧波對其的作用而設置不同的濾波器參數,如電機廠(chǎng)家來(lái)說(shuō),變頻器/控制器的諧波不會(huì )做功于電機的扭矩輸出,往往會(huì )設置線(xiàn)路濾波器,以更準確衡量出電機的出力效率。由于缺乏相應標準,導致不同的廠(chǎng)家設置的濾波參數也不盡相同,那么在測量結果上面,會(huì )有較大的差異。

更新周期

  功率分析儀的更新周期一般是指的計算周期,絕大多數時(shí)候,測量需要的往往是反應電參量的某個(gè)特征的特征量,而很多特征量的計算上面離不開(kāi)周期,如真有效值,基波有效值等,在積分的過(guò)程中,周期的選擇相對重要,例如一個(gè)每個(gè)周期都存在一定差異的信號來(lái)說(shuō),更新周期較快時(shí),測量結果可能波動(dòng)就會(huì )較大,而更新周期較慢時(shí),則測量結果會(huì )相對穩定。因此,對于信號變化快,需要準確捕捉信號變化情況的時(shí)候,一般建議加快更新周期,這樣更能反映出每個(gè)周期信號的真實(shí)情況,反之,可適當減慢更新周期。值得注意的是,更新周期必須為不小于實(shí)際信號周期的整周期,否則測量結果會(huì )完全錯誤。

平均模式

  平均模式的設置是為了抑制隨機誤差,提升測量結果的平滑度和穩定性,所以,如果真實(shí)信號變化非???,穩定性不佳,則有無(wú)設置平均模式會(huì )導致同一時(shí)間點(diǎn)的測量結果出差異。

有效帶寬

  有效帶寬指能夠測量和分析出來(lái)的最高頻率,所以要求功率分析儀的有效帶寬必須大于信號的有效帶寬,否則,在計算有效值時(shí),會(huì )損失一定的高頻信號,導致得到的有效值結果偏小,所以有效帶寬不同的系統會(huì )出現測試結果出現差異。同時(shí),也講究采樣率與有效帶寬匹配,若信號的有效帶寬過(guò)寬或采樣率過(guò)低,則出現混疊現象。測量結果也會(huì )不可信。

測量系統

  實(shí)際應用中,測量系統不單單由功率分析儀構成,同時(shí)還存在前端的傳感器,每一級模塊自身就存在固有的誤差,引入前端測量設備越多,最終得到的信號距離真值的偏差也會(huì )越大。并且,前端的傳感器也同時(shí)存在與功率分析儀的有效帶寬匹配的問(wèn)題,若前端傳感器的有效帶寬低于功率分析儀的有效帶寬,整個(gè)測量系統的有效帶寬將等于傳感器的帶寬,那么功率分析儀的有效帶寬也會(huì )被抑制,產(chǎn)生浪費。所以建議盡量減少設備接入環(huán)節或者對整體系統進(jìn)行校準,這樣才能控制住最終的整體測試系統誤差。

相位準確度

  對于功率測量來(lái)說(shuō),由于相位影響功率因數,所以交流信號中相位的準確度要求非常高,某些功率分析儀在工頻段功率相位準確度最高,而偏離工頻段后,其相位指標就會(huì )顯著(zhù)降低,使得功率因素的誤差變大,會(huì )直接導致功率測量結果的誤差幾何級的增長(cháng)。因此需要工程師們能準確評估不同頻率段下的誤差影響,或者選用能夠整體覆蓋各實(shí)際應用頻率段下均能實(shí)現相位準確測量的功率分析儀。

電磁兼容性

  在現場(chǎng)工業(yè)環(huán)境中,復雜的電磁環(huán)境往往會(huì )干擾到信號的傳輸,最終功率分析儀所接受到的信號可能就已經(jīng)偏離前端傳感器所輸出的信號了,這樣直接導致測量結果出現差異,并且,隨著(zhù)工業(yè)現場(chǎng)電磁場(chǎng)的變化,本來(lái)應該是同樣的信號也往往會(huì )出現不同的結果,所以不僅僅對采集設備和功率分析儀的電磁兼容性有要求,同時(shí)對傳輸線(xiàn)路也有要求。


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