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影响功率分析仪测量结果的几个重要因素

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  • 发布时间:2020/2/19 20:26:33
  • 作者:zl_yinhe

  在使用功率分析仪进行测试过程中,有时虽然面对同样的信号,因使用设备的不同测量结果会出现较大偏差,即使更换同一品牌功率分析仪,也可能出现一些差异,这些时候,往往是现场测试工程师们对功率分析仪相关参数不熟悉造成的,那么,什么样的参数会造成测试结果差异化呢?

线路滤波器

  功率分析仪的线路滤波器设置一般具有两种目的,一种是避免测量结果出现混叠现象,另一种则是为了适应实际应用需求,不同厂家会考虑到谐波对其的作用而设置不同的滤波器参数,如电机厂家来说,变频器/控制器的谐波不会做功于电机的扭矩输出,往往会设置线路滤波器,以更准确衡量出电机的出力效率。由于缺乏相应标准,导致不同的厂家设置的滤波参数也不尽相同,那么在测量结果上面,会有较大的差异。

更新周期

  功率分析仪的更新周期一般是指的计算周期,绝大多数时候,测量需要的往往是反应电参量的某个特征的特征量,而很多特征量的计算上面离不开周期,如真有效值,基波有效值等,在积分的过程中,周期的选择相对重要,例如一个每个周期都存在一定差异的信号来说,更新周期较快时,测量结果可能波动就会较大,而更新周期较慢时,则测量结果会相对稳定。因此,对于信号变化快,需要准确捕捉信号变化情况的时候,一般建议加快更新周期,这样更能反映出每个周期信号的真实情况,反之,可适当减慢更新周期。值得注意的是,更新周期必须为不小于实际信号周期的整周期,否则测量结果会完全错误。

平均模式

  平均模式的设置是为了抑制随机误差,提升测量结果的平滑度和稳定性,所以,如果真实信号变化非常快,稳定性不佳,则有无设置平均模式会导致同一时间点的测量结果出差异。

有效带宽

  有效带宽指能够测量和分析出来的最高频率,所以要求功率分析仪的有效带宽必须大于信号的有效带宽,否则,在计算有效值时,会损失一定的高频信号,导致得到的有效值结果偏小,所以有效带宽不同的系统会出现测试结果出现差异。同时,也讲究采样率与有效带宽匹配,若信号的有效带宽过宽或采样率过低,则出现混叠现象。测量结果也会不可信。

测量系统

  实际应用中,测量系统不单单由功率分析仪构成,同时还存在前端的传感器,每一级模块自身就存在固有的误差,引入前端测量设备越多,最终得到的信号距离真值的偏差也会越大。并且,前端的传感器也同时存在与功率分析仪的有效带宽匹配的问题,若前端传感器的有效带宽低于功率分析仪的有效带宽,整个测量系统的有效带宽将等于传感器的带宽,那么功率分析仪的有效带宽也会被抑制,产生浪费。所以建议尽量减少设备接入环节或者对整体系统进行校准,这样才能控制住最终的整体测试系统误差。

相位准确度

  对于功率测量来说,由于相位影响功率因数,所以交流信号中相位的准确度要求非常高,某些功率分析仪在工频段功率相位准确度最高,而偏离工频段后,其相位指标就会显著降低,使得功率因素的误差变大,会直接导致功率测量结果的误差几何级的增长。因此需要工程师们能准确评估不同频率段下的误差影响,或者选用能够整体覆盖各实际应用频率段下均能实现相位准确测量的功率分析仪。

电磁兼容性

  在现场工业环境中,复杂的电磁环境往往会干扰到信号的传输,最终功率分析仪所接受到的信号可能就已经偏离前端传感器所输出的信号了,这样直接导致测量结果出现差异,并且,随着工业现场电磁场的变化,本来应该是同样的信号也往往会出现不同的结果,所以不仅仅对采集设备和功率分析仪的电磁兼容性有要求,同时对传输线路也有要求。


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