“自動(dòng)量程”到底有什么用？

　　工程師們在使用測試設備時(shí)都喜歡使用看似合適的量程來(lái)進(jìn)行測試，如“使用300V量程測量260V電壓”，但有時(shí)卻出現測量不準確的情況，使用自動(dòng)量程就能解決問(wèn)題，到底是什么原因呢?

　　在正式講之前，我們來(lái)看一看什么是電壓、電流的測試量程。我們以PA8000功率分析儀、5A板卡為例，其對應的電壓、電流量程如下：

　　電壓：1.5V、3V、6V、10V、15V、30V、60V、100V、150V、300V、600V、1000V、1500V;

　　電流：10mA、20mA、50mA、100mA、200mA、500mA、1A、2A、5A。

　　上面我們所看到的量程，指的都是有效值，如1000V量程檔，指的是該量程下可以測試有效值1000V以?xún)鹊碾妷盒盘?。那么是否當有效值小?000V就一定測的準，抑或當有效值大于1000V，是否一定就測不準呢?其實(shí)答案都是否定的。為了說(shuō)明原因，下面來(lái)看一個(gè)參數——峰值因數。

　　量程不合適時(shí)，儀器界面超量程指示燈變紅

　　峰值因數

　　峰值因數通常用CF表示，是CREST FACTOR的縮寫(xiě) ，CF是指周期波形的峰值與有效值之比。正弦波的峰值因數是。振幅對稱(chēng)方波或直流信號的波峰因數為1。其它更復雜的波形則具有較高的波峰因數。下面我們來(lái)看幾個(gè)常見(jiàn)波形的峰值因數。

　　正弦波

　　峰值為1的正弦波的有效值為，因此，正弦波的峰值因數為，PA功率分析儀對正弦波峰值因數測量結果如下圖所示，因信號不是標準正弦波，所以峰值因數約等于。

　　三角波峰值因數

　　有效值就是方均根值，根據有效值定義，不難算出，峰值為1的鋸齒波的有效值為，因此，三角波的峰值因數為，PA功率分析儀對三角波峰值因數測量結果如下圖所示，峰值因數約等于。

　　方波峰值因數

　　對于正負峰值相等的方波，任何時(shí)候的絕對值為固定值，且數值上等于峰值，因此，其峰值因數等于1。由于峰值大于等于有效值，因此，方波的峰值因數最小，換言之，所有波形的峰值因數都大于等于1，PA功率分析儀對方波峰值因數測量結果如下圖所示，峰值因數約等于1。

     變頻器的峰值因數

　　按照變頻器的定義，其峰值因數通常不等于正弦波的峰值因數，以變頻器輸出的PWM波為例，其峰值取決于直流側的直流電壓，有效值由調制比決定，調制比越低，有效值越低，峰值因數越大。對于相同有效值的變頻電壓，峰值因數越高，測量所選用的量程就需要越大。如下圖所示，PA功率分析儀測試截圖，變頻器輸出電壓峰值因數3.5。

　　通過(guò)峰值因數的概念，我們知道，即便有效值一樣，不同波形，峰值因數不同，其最大峰值也必然不同。而儀器的測量量程一般都跟信號的有效值和峰值都有關(guān)，例如PA功率分析儀的量程測量范圍如下，當電壓、電流的測量值超過(guò)額定量程的110%或者峰值超過(guò)額定量程的330%則量程必須升檔，當電壓電流的測量值低于額定量程的30%并且峰值低于下檔量程的300%時(shí)，量程降檔。所以測量信號必須考慮其峰值，如果峰值很大，即便有效值小，也必須增大量程才能保證測試準確。很多人使用時(shí)不注意，用手動(dòng)量程時(shí)以為量程合適，其實(shí)信號已經(jīng)超量程，所以當你發(fā)現儀器自動(dòng)量程能測試準確，而手動(dòng)量程測試不準確的時(shí)候，并不是儀器的問(wèn)題，可以看一看CF值，是否已經(jīng)超標。