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影響功率分析儀測量結果的幾個重要因素

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

  在使用功率分析儀進行測試過程中,有時雖然面對同樣的信號,因使用設備的不同測量結果會出現(xiàn)較大偏差,即使更換同一品牌功率分析儀,也可能出現(xiàn)一些差異,這些時候,往往是現(xiàn)場測試工程師們對功率分析儀相關參數(shù)不熟悉造成的,那么,什么樣的參數(shù)會造成測試結果差異化呢?

線路濾波器

  功率分析儀的線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(xiàn)混疊現(xiàn)象,另一種則是為了適應實際應用需求,不同廠家會考慮到諧波對其的作用而設置不同的濾波器參數(shù),如電機廠家來說,變頻器/控制器的諧波不會做功于電機的扭矩輸出,往往會設置線路濾波器,以更準確衡量出電機的出力效率。由于缺乏相應標準,導致不同的廠家設置的濾波參數(shù)也不盡相同,那么在測量結果上面,會有較大的差異。

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(shù)時候,測量需要的往往是反應電參量的某個特征的特征量,而很多特征量的計算上面離不開周期,如真有效值,基波有效值等,在積分的過程中,周期的選擇相對重要,例如一個每個周期都存在一定差異的信號來說,更新周期較快時,測量結果可能波動就會較大,而更新周期較慢時,則測量結果會相對穩(wěn)定。因此,對于信號變化快,需要準確捕捉信號變化情況的時候,一般建議加快更新周期,這樣更能反映出每個周期信號的真實情況,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際信號周期的整周期,否則測量結果會完全錯誤。

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(wěn)定性,所以,如果真實信號變化非常快,穩(wěn)定性不佳,則有無設置平均模式會導致同一時間點的測量結果出差異。

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,會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(tǒng)會出現(xiàn)測試結果出現(xiàn)差異。同時,也講究采樣率與有效帶寬匹配,若信號的有效帶寬過寬或采樣率過低,則出現(xiàn)混疊現(xiàn)象。測量結果也會不可信。

測量系統(tǒng)

  實際應用中,測量系統(tǒng)不單單由功率分析儀構成,同時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越大。并且,前端的傳感器也同時存在與功率分析儀的有效帶寬匹配的問題,若前端傳感器的有效帶寬低于功率分析儀的有效帶寬,整個測量系統(tǒng)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被抑制,產(chǎn)生浪費。所以建議盡量減少設備接入環(huán)節(jié)或者對整體系統(tǒng)進行校準,這樣才能控制住最終的整體測試系統(tǒng)誤差。

相位準確度

  對于功率測量來說,由于相位影響功率因數(shù),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,其相位指標就會顯著降低,使得功率因素的誤差變大,會直接導致功率測量結果的誤差幾何級的增長。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際應用頻率段下均能實現(xiàn)相位準確測量的功率分析儀。

電磁兼容性

  在現(xiàn)場工業(yè)環(huán)境中,復雜的電磁環(huán)境往往會干擾到信號的傳輸,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(xiàn)差異,并且,隨著工業(yè)現(xiàn)場電磁場的變化,本來應該是同樣的信號也往往會出現(xiàn)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,同時對傳輸線路也有要求。


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