一測量模式概述

功率分析儀在測量電信號的場合使用非常普遍，隨著電力行業的發展，我們面對的測試對象變得越來越復雜，同時功率分析儀的功能也愈來愈強大，功率分析儀本身配備的測量模式也越來越多。原先萬用表的單一測量模式，變為現在功率分析儀的多測量模式，那么，每種測量模式的計算方法是怎樣的？什么樣的測量模式適合什么樣的測試場合？下文進行詳細的解析。

二有效值定義

在交流電功率的測量中，一般并不需要知道瞬時值，而是采用有效值來表征交流電的大小。

有效值是這樣定義的：在相同的電阻上分別通以直流電流和交流電流，經過一個交流周期的時間，如果它們在電阻上所消耗的電能相等的話，則把該直流電流的大小作為交流電流的有效值。

三傳統儀表有效值計算方法

在傳統的萬用表上，通常采用以下幾種方式來實現有效值的計算：

01峰值檢波法

測試方法：用峰值檢測電路測量信號峰值，再除以正弦信號波峰因數(1.414)，得到信號有效值。

02整流平均法

測試方法：對測量信號進行全波整流，然后用積分電路求得信號的平均值，再乘以波形因數(1.1107)，得到信號有效值。

03真有效值法

測試方法：采用真有效值測量電路或芯片直接測量信號的真有效值。

四功率分析儀測量模式選擇

目前，市面上的功率分析儀品牌眾多，側重點也不一樣，以湖南銀河電氣有限公司研制的WP4000變頻功率分析儀為例，該功率分析儀測量方式與傳統萬用表采用的模擬電路方式不同，采用高精度ADC采樣技術和FPGA運算處理，獨創先進的自動無縫量程轉換技術和前端數字化技術，可實現更高精度和帶寬。

WP4000變頻功率分析儀的電壓電流通道各具備：H01(基波有效值)、RMS(真有效值)、MEAN(校準平均值)三種測量模式可供用戶選擇。

H01基波有效值：采用DFT離散傅里葉算法對采樣信號點進行分析，利用傅里葉級數將信號展開成直流分量與多個不同頻率的諧波信號的線性疊加，

，提取一次諧波分量的幅值，并乘以波峰因數，進而得到一次諧波的有效值，稱之為基波有效值，《IEC60349-2:2002電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電機-第2部分：電子變流器供電的交流電動機》中已明確指出：電壓測量采用基波有效值。

適用場合：適用于頻率穩定，諧波含量大的場合。

RMS真有效值：

(x：電壓電流采樣點)

適用場合：適用于頻率變化大，諧波含量小的場合。

MEAN校準平均值：將信號的1個或N個周期進行整流，即采樣數據絕對值的積分平均值，再乘以波形因數就得到校準平均值

。校準平均值等于正弦波的真有效值，等于正弦脈寬調制SPWM波形的基波有效值，但在SPWM的開關頻率較低或者非SPWM調制模式時，測量誤差較大。

適用場合：適用于正弦波信號，SPWM調制(載波比大)模式下。

五結語

簡而言之，WP4000變頻功率分析儀的基波有效值模式常用于變頻器PWM信號分析，真有效值模式主要用于正弦波信號分析，校準平均值模式主要用于正弦信號和簡單的SPWM信號分析。

對于不同的測量對象與場合，該選擇哪種測量模式，使用者不僅需要知其然，還得知其所以然，否則由于測量模式選擇不當，導致測試結果產生誤差，再先進的測試儀器也無法發揮它應有的功能。

審核編輯 黃宇