功率分析儀與萬(wàn)用表的區別

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(huì )是萬(wàn)用表。作為最常用的儀器儀表，萬(wàn)用表在用戶(hù)心里有著(zhù)不可替代的地位，也使用戶(hù)對其產(chǎn)生了極大的信任。但是，各種測試環(huán)境下，萬(wàn)用表真的不會(huì )出錯嗎？

有時(shí)會(huì )收到用戶(hù)反饋：‘這個(gè)功率分析儀的顯示跟萬(wàn)用表（手持）不一樣啊，我們萬(wàn)用表進(jìn)口的啊，國產(chǎn)還是不行啊’；然而，在萬(wàn)用表和功率分析儀之間有多少可以對比的空間呢？出現差異的時(shí)候又是孰是孰非呢？

圖1

首先我們要清楚，萬(wàn)用表和功率分析儀的參數區別具體有哪些。

1、 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(jiàn)萬(wàn)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(wàn)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(wàn)用表也可以測試到幾百kHz的信號。功率分析儀在帶寬上會(huì )占有優(yōu)勢，比如PA5000H的帶寬參數為5M，國內外對于功率分析儀的帶寬參數也多設在1M、2M等級別上。

2、 采樣率

測試時(shí)采樣率也是一個(gè)比較關(guān)鍵的參數，萬(wàn)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置在2M左右。

3、 精度

精度的區別主要顯示在手持萬(wàn)用表上，我們最常用的萬(wàn)用表使用的ADC位數相對偏低，測試的精度也會(huì )有一些限制；當然，對于臺式萬(wàn)用表來(lái)說(shuō)，六位半的萬(wàn)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(hù)使用萬(wàn)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(shí)進(jìn)行電壓電流的測試，進(jìn)而計算功率等參數。

圖2

從以上4個(gè)區別點(diǎn)我們不難看出，萬(wàn)用表與功率分析儀的應用存在本質(zhì)的區別。

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

圖3（來(lái)源：中國圖庫）

例如，被測信號是pwm波，其中有較多的高頻含量，此時(shí)普通萬(wàn)用表與功率分析儀的對比差值就會(huì )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(shí)際的pwm各高頻信號，而普通萬(wàn)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(huì )比較大。

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

圖4

講到這里相信用戶(hù)也不會(huì )輕易用萬(wàn)用表去判定功率分析儀的測試值了，術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，是時(shí)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(shí)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(gè)非常高性?xún)r(jià)比的選擇。