電力功率測量方法

5.峰值因數(shù)
峰值因數(shù)的大小等于峰值和有效值之比，它對于失真信號測量非常重要。

于純正弦波信號，波形因數(shù)等于21/2=1.414。如果峰值因數(shù)超過測量儀器的規(guī)定值，則測量結(jié)果會出現(xiàn)誤差。計(jì)算有效值的準(zhǔn)確度取決于峰值因數(shù)，信號的峰值因數(shù)越高，有效值計(jì)算值的準(zhǔn)確度越低。通常，最大允許峰值因數(shù)的規(guī)定與儀器的滿刻度值有關(guān)，如果儀器的量程僅被使用一部分(例如500V的量程使用了230V)，則峰值因數(shù)將按照滿量程與實(shí)際使用量程的比值增加。

三、電阻測量

1.兩線制電阻測量

儀器在測量未知電阻R時，要通過測試線向被測電阻發(fā)送電流，然后測量被測電阻R兩端的壓降，同時測試線的電阻RL也會產(chǎn)生較小的壓降，如圖2所示。在測量阻值較小(1kΩ)的電阻時，一般需要對導(dǎo)線電阻進(jìn)行補(bǔ)償。

兩線制電阻測量的工作原理

2.四線制電阻測量

小電阻的傳統(tǒng)測量方法被稱為四線制測量法或開爾文定律。采用這種測量法時，儀器同樣提供精確的恒定電流，該方法使用另外兩條測試線直接與被測電阻R相連，因而可以不受傳送測量電流的兩條測試線中產(chǎn)生的壓降的影響爾直接測量R兩端壓降。儀表上傳送恒定電流的端子被稱為源端子，用于直接測量被測電阻兩端壓降的儀表端子被稱為感應(yīng)端子。感應(yīng)輸入的輸入電阻RL1阻值非常高，因而通過該輸入電阻的電流極小，可以忽略不計(jì)。

四線制電阻測量的工作原理

四、 功率測量的測試手段

如上所述，對于電力耗能方面的功率測量，只要獲得幾個關(guān)鍵參數(shù)(如電壓、電流的有效值等等)，再通過計(jì)算便可以獲得，所以說可測量這些基本參數(shù)的儀器都可以進(jìn)行功率測量，如萬用表、示波器等等，但是對于某些信號的電壓或電流頻率較高，這時萬用表就力不從心了，可以使用數(shù)字示波器觀察波形，再利用數(shù)字示波器的自動測量和計(jì)算功能即可得到結(jié)果。下面我們主要介紹了幾個通過示波器進(jìn)行功率測量的實(shí)例。

實(shí)例1：通訊電源輸入功率測量
這是個通訊電源輸入的實(shí)例。如圖4所示，通道1為某電路的電壓信號，通道2為其對應(yīng)的電流，通過泰克的TDS3000B示波器的自動測量功能，分別得到其有效值，為了得到視在功率，我們將測量到的有效值相乘，得到視在功率＝120.8V×1.108A＝133.8W。為了得到有效功率，我們使用泰克的TDS3000B的數(shù)學(xué)運(yùn)算(Math)按鈕，電壓和電流的波形“逐點(diǎn)”相乘，得到有效功率＝88.0W。注意，這里使用的是相乘后的“平均值(Mean)”而不是“有效值(RMS)”來得到有效功率，這是根據(jù)前面所敘述的平均功率的定義來的。這樣，我們很容易的得到該設(shè)備的功率因數(shù)PF＝88.0W/133.8W＝0.66,從而為設(shè)計(jì)功率校正電路PFC 提供數(shù)據(jù)。

TDS3000B的功率測量功能

實(shí)例 2 ：功耗測量
此實(shí)例為通過面積測量得到一定時間內(nèi)的功耗。如圖5所示為測量電池供電設(shè)備的功耗曲線，其中通道1為某電路的中的電壓，通道2為對應(yīng)的電流，M1為通道1與通道2相乘的結(jié)果，因此M1為逐點(diǎn)相乘的功率。圖中，利用泰克TDS3000B示波器系列的自動測試功能，測得M1的寬度為121秒，面積為57Ws，所以即為在121秒內(nèi)功耗約為58Ws。

TDS3000B的自動面積測量功能

五、小結(jié)
本文主要介紹了電力功耗方面的功率測量以及測試參數(shù)的常用定義方法，在進(jìn)行功率測量時首先要確定要進(jìn)行的是哪種概念的功率測量，是視在功率還是有功功率或者是其他，搞清其定義以及計(jì)算公式，再確定需要測量哪些參數(shù)，在根據(jù)信號的特性確定測試設(shè)備。最方便的功率測量方法是用功率計(jì)測量。