《電子技術(shù)應(yīng)用》
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為什么萬用表和功率分析儀測量出來的結(jié)果不同?究竟誰對誰錯,?

2019-06-07
關(guān)鍵詞: 萬用表 功率分析儀 400Hz

  如果要選擇電氣工程師最常用的儀器儀表,,相信中選的一定會是萬用表。作為最常用的儀器儀表,,萬用表在用戶心里有著不可替代的地位,,也使用戶對其產(chǎn)生了極大的信任。但是,,各種測試環(huán)境下,,萬用表真的不會出錯嗎?

  有時會收到用戶反饋:“這個功率分析儀的顯示跟萬用表(手持)不一樣啊,,我們?nèi)f用表進口的啊,,國產(chǎn)還是不行啊”……

  然而,在萬用表和功率分析儀之間有多少可以對比的空間呢,?出現(xiàn)差異的時候又是孰是孰非呢,?

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  圖1

  首先我們要清楚,萬用表和功率分析儀的參數(shù)區(qū)別具體有哪些,。

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  帶寬

  帶寬是被測信號能否被準確測量的關(guān)鍵參考值,,大部分常見萬用表的測試帶寬主要在40-70Hz左右,部分臺式及少量手持式萬用表可以測量到400Hz的中頻信號,,而五位半,、六位半及以上的臺式萬用表也可以測試到幾百kHz的信號。功率分析儀在帶寬上會占有優(yōu)勢,,比如PA5000H的帶寬參數(shù)為5M,,國內(nèi)外對于功率分析儀的帶寬參數(shù)也多設(shè)在1M、2M等級別上,。

  2

  采樣率

  測試時采樣率也是一個比較關(guān)鍵的參數(shù),,萬用表的采樣率并不是很高,臺式的較好一些的在幾百k左右,,而功率分析儀的采樣率所設(shè)置在2M左右,。

  3

  精度

  精度的區(qū)別主要顯示在手持萬用表上,我們最常用的萬用表使用的ADC位數(shù)相對偏低,,測試的精度也會有一些限制,;當然,對于臺式萬用表來說,六位半的萬用表已經(jīng)在使用24位ADC,,功率分析儀即使0.01%精度的型號也只是18位的ADC,。

  4

  同步性

  用戶使用萬用表多是測量1項指標,電壓,、電流或者電阻,,如果測試功率需要單獨測試電壓,再測試電流做計算,;功率分析儀的通道是可以同時進行電壓電流的測試,,進而計算功率等參數(shù)。

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  圖2

  從以上4個區(qū)別點我們不難看出,,萬用表與功率分析儀的應(yīng)用存在本質(zhì)的區(qū)別,。

  當被測是較為穩(wěn)定的直流信號或者低頻信號時,普通萬用表定性測量沒有任何問題,,高精度的萬用表定量測量更是非常合適,,此時功率分析儀與萬用表的對比意義不大, 兩者的差值也會微乎其微,。但是,,當信號并不穩(wěn)定,或者出現(xiàn)高頻信號,,那么萬用表是很難做出定性分析的,。

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  圖3

  例如,被測信號是pwm波,,其中有較多的高頻含量,,此時普通萬用表與功率分析儀的對比差值就會比較大,。根本原因也就在于功率分析儀的帶寬較大,,能夠測試到實際的pwm各高頻信號,而普通萬用表能測試到的只有部分接近工頻的信號,,兩者的有效值差距會比較大,。

  再舉個例子,當測試需要功率值時,,如果被測信號是交流變頻,,那么在有功功率計算時P=UIcosφ(φ為電壓電流夾角),如果只使用萬用表做測量,,再手動計算,,也會有很大可能有較大的誤差。

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  圖4

  講到這里,,相信用戶也不會輕易用萬用表去判定功率分析儀的測試值了,,術(shù)業(yè)有專攻,是時候給功率分析儀足夠的信任了,。上文中也提到,,PA5000H配有5M帶寬,,同時采樣率達到2M,精度0.05%,,對于電機,、電源、變頻器等行業(yè)是一個非常高性價比的選擇,。

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