電力功率測量方法

5.峰值因數
峰值因數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，波形因數等于21/2=1.414。如果峰值因數超過(guò)測量儀器的規定值，則測量結果會(huì )出現誤差。計算有效值的準確度取決于峰值因數，信號的峰值因數越高，有效值計算值的準確度越低。通常，最大允許峰值因數的規定與儀器的滿(mǎn)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)，則峰值因數將按照滿(mǎn)量程與實(shí)際使用量程的比值增加。

三、電阻測量

1.兩線(xiàn)制電阻測量

儀器在測量未知電阻R時(shí)，要通過(guò)測試線(xiàn)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(shí)測試線(xiàn)的電阻RL也會(huì )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(shí)，一般需要對導線(xiàn)電阻進(jìn)行補償。

兩線(xiàn)制電阻測量的工作原理

2.四線(xiàn)制電阻測量

小電阻的傳統測量方法被稱(chēng)為四線(xiàn)制測量法或開(kāi)爾文定律。采用這種測量法時(shí)，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(xiàn)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(xiàn)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(chēng)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(chēng)為感應端子。感應輸入的輸入電阻RL1阻值非常高，因而通過(guò)該輸入電阻的電流極小，可以忽略不計。

四線(xiàn)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(gè)關(guān)鍵參數(如電壓、電流的有效值等等)，再通過(guò)計算便可以獲得，所以說(shuō)可測量這些基本參數的儀器都可以進(jìn)行功率測量，如萬(wàn)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(shí)萬(wàn)用表就力不從心了，可以使用數字示波器觀(guān)察波形，再利用數字示波器的自動(dòng)測量和計算功能即可得到結果。下面我們主要介紹了幾個(gè)通過(guò)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(gè)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為其對應的電流，通過(guò)泰克的TDS3000B示波器的自動(dòng)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的數學(xué)運算(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(lái)得到有效功率，這是根據前面所敘述的平均功率的定義來(lái)的。這樣，我們很容易的得到該設備的功率因數PF＝88.0W/133.8W＝0.66,從而為設計功率校正電路PFC 提供數據。

TDS3000B的功率測量功能

實(shí)例 2 ：功耗測量
此實(shí)例為通過(guò)面積測量得到一定時(shí)間內的功耗。如圖5所示為測量電池供電設備的功耗曲線(xiàn)，其中通道1為某電路的中的電壓，通道2為對應的電流，M1為通道1與通道2相乘的結果，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(dòng)測試功能，測得M1的寬度為121秒，面積為57Ws，所以即為在121秒內功耗約為58Ws。

TDS3000B的自動(dòng)面積測量功能

五、小結
本文主要介紹了電力功耗方面的功率測量以及測試參數的常用定義方法，在進(jìn)行功率測量時(shí)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，搞清其定義以及計算公式，再確定需要測量哪些參數，在根據信號的特性確定測試設備。最方便的功率測量方法是用功率計測量。