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但是对于某些信号的电压或电流频率较高

来源:未知作者:admin 更新时间:2018-04-18 13:19
从大的方面来看,良多范畴都需要功率丈量,并且分歧范畴功率丈量的方式大不不异,例如:在通信范畴,需要测试发射设备(如天线)的发射功率、传输功率、领受设备的领受功率等,这里的测试信号大多都是射频信号,频次较高,看不见摸不着,要对其进行功率丈量一

  从大的方面来看,良多范畴都需要功率丈量,并且分歧范畴功率丈量的方式大不不异,例如:在通信范畴,需要测试发射设备(如天线)的发射功率、传输功率、领受设备的领受功率等,这里的测试信号大多都是射频信号,频次较高,看不见摸不着,要对其进行功率丈量一般需要利用天线领受或功率传感器,领受时需要设置好频点或频带,再进行功率丈量。

  在直流和低频电参数和功率测试范畴(最典型用的是电网和电力范畴),因为其信号频次较低,一般通过测其电压、电流、电阻等来计较功率即可,并且测试这些根本参数的仪器良多,例如万用表、示波器等,用它们来丈量电路中电参数(一般指电压、电流和功率),也能够通过数字功率计来间接测得,在直流和低频手艺中丈量功率的功率计,也可称为瓦特计。对于电参数丈量无外乎需要丈量电压、电流、电阻等根基参数,可是对于这些参量的测试需要留意其定义方式,例如:电压参数的定义就有良多种: 电压瞬时值、电压均方值、电压整定值、电压无效值、电压峰值等。下面,本文次要引见直流和低频范畴中的功率等电参数丈量和这些参数的定义方式。

  功率是表征电信号特征的一个主要参数。电流在单元时间内做的功叫做电功率,用来暗示耗损电能的快慢的物理量,国际单元是瓦特(Watt),简称瓦,符号W,用P来暗示,功率P=d功/d时间=dW/dt;单元时间内耗损的功率,就是电能,W=P×t,国际单元是焦耳(Joule),简称焦,符号Q,用W暗示。例如:我们常见的家用电器中,一个用电器的功率大小是指这个用电器在1秒内所耗损的电能,即1瓦(1W)=1焦/秒(1 J/s)=1伏·安(1V·A);常用的电度表:1度= 1kW·h=3600000J。用电器一般工作时的电压叫做额定电压,在额定电压下工作的功率叫做额定功率,用电器在现实电压下工作的功率叫做现实功率。

  电功率作为暗示电流做功快慢的物理量,一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所耗损的电能。电功率等于导体两头电压与通过导体电流的乘积:P=U×I。电功率包罗直流电功率、交换电功率和射频功率。在直流电路,通过丈量电压和电流即可计较快速计较出直流电功率,即P=U×I=I2R。在交换电路,对于纯电阻电路与直流一样,计较电功率能够用公式P=I2×R和P=U2/R得出,其电能也成为为电热Q,即P=dQ/dt。对于非纯电阻电路,交换功率又包罗正弦电路功率和非正弦电路功率。交换电功率还可分为瞬时功率、平均功率(有功功率)、无功功率、视在功率。在电学中,不加特殊声明时,功率均指有功功率。在非正弦电路中,无功功率又可分为位移无功功率、畸变无功功率,两者的方和根称为广义无功功率。关于射频功率计具体引见细致见“射频功率计丈量引见”一文。下文重点引见交换低频次电参数的各类参数的电压。

  在IEEE手艺辞书中,列出了十多种分歧的交换低频功率定义,此中有两种为最常用的功率类型:视在功率S、平均功率P(也称真值功率、有功功率)。还有很多其它功率定义,如无功功率、Q值、谐波功率、瞬时功率等。

  下面为交换功率的计较公式,此中P(t)指瞬时功率,u(t)、i(t)指瞬时电压和瞬时电流;U、I指电压、电流无效值,P指平均功率。

  在正弦交换电中,无功功率计较公式:Q=UIsin∮;有功功率计较公式:P=UIcos∮;正弦电流电路中的有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系:S2=P2+Q2。在非正弦电路中,有功功率和视在功率的定义不变,然而,此时电压、电流相位差曾经没有明白的物理意义,因为无功功率Q与基波及谐波电压、电流的相位角相关,称为位移无功功率Q。为此,引入畸变无功功率D(简称畸变功率),某些文献中也将Q称为无功功率,而将Q和D的方和根称为广义无功功率。总之,非正弦电路中,视在功率S、有功功率P、位移无功功率Q、畸变无功功率D计较公式如下:S2=P2+Q2+D2。

  在交换电功率中,区分好瞬时功率、平均功率(有功功率)、无功功率、视在功率等功率值至关主要。在具有纯阻抗的交换电路中,电压无效值与电流无效值的乘积值,称为 视在功率S,等于有功功率P;在交换电路中,因为有感性或容性储能设备,电压与电流有相位差,通俗讲就是电压与电流不在统一时间达到;因而,概况看电压有多大、电流有多大,现实并没有做那么大的功,有电源与储能设备的能量转换,所以称为视在功率,单元为VA;交换电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,单元为W。对于正弦波,有功功率P=Urms×Irms×cosφ,此中Urms是电压的无效值,Irms是电流的无效值,φ是正弦交换电压U与电流I之间的相位角,cosφ功率因数,仅对于正弦波无效。对于非正弦交换电路,采用平均功率,P平=Un×In×PF,此中,Un包含了谐波电压的电压丈量值,In包含了谐波电流的电流丈量值,PF是功率因数,一般用于非正弦波形,包含了n次高次谐波,采用离散计较方式。

  对于像灯胆、加热器等电阻负载,平均功率的丈量和计较很便利。可是,如许的计较不合用于非线性负载。现代的电子手艺使用中,开关电源、电子整流器,空调理制系统、感应或脉冲调制马达等都利用了非线性手艺,如许,在设想,毛病诊断和阐发中都需要进行非线性负载的平均功率丈量。平均功率运算很主要。

  周期性信号的算术平均值是对信号在一个周期T内的平均值,相当于信号中的直流成分。若是平均值等于0,则该信号为纯AC信号。对于DC信号,平均值与瞬时值不异。对于同时含有AC和DC成分的信号,平均值为此中的DC成分。

  整定值是一个周期内绝对值的算术平均值,绝对值通过信号整流获得。整定值示企图如下:

  。为了使AC信号可以或许利用与DC信号同样的计较公式,好比电阻、功率等的计较,对信号的均方根值进行了特地定义。AC信号的均方根值与不异幅度的DC信号发生的结果不异。例如:采用230Vrms AC电压供电的白炽灯胆获得的电能与采用230V DC电压对其供电获得的电能是不异的。对于正弦波信号,均方根值是其峰值的0.707。

  峰值因数的大小等于峰值和无效值之比,它对于失真信号丈量很是主要。公式如下:C=Vpk÷Vrms。

  对于纯正弦波信号,波形因数等于2=1.414。若是峰值因数跨越丈量仪器的划定值,则丈量成果会呈现误差。计较无效值的精确度取决于峰值因数,信号的峰值因数越高,无效值计较值的精确度越低。凡是,最大答应峰值因数的划定与仪器的满刻度值相关,若是仪器的量程仅被利用一部门(例如500V的量程利用了230V),则峰值因数将按照满量程与现实利用量程的比值添加。

  如上所述,对于电力耗能方面的功率丈量,只需获得几个环节参数(如电压、电流的无效值等),再通过计较便能够获得,所以说可丈量这些根基参数的仪器就可进行功率丈量,如万用表、示波器等,可是对于某些信号的电压或电流频次较高,这时万用表就力有未逮了,能够利用数字示波器察看波形,再操纵数字示波器的主动丈量和计较功能即可获得成果。下面海洋仪器次要引见几个通过示波器进行功率丈量的实例。

  以通信电源输入举例。如下图所示,通道1为某电路的电压信号,通道2为其对应的电流,通过泰克的TDS3012C示波器的主动丈量功能,别离获得其无效值,为了获得视在功率,我们将丈量到的无效值相乘,获得视在功率=120.8V×1.108A=133.8W。为了获得无效功率,我们利用泰克的TDS3012C示波器的数学运算(Math)按钮,将电压和电流的波形“逐点”相乘,获得无效功率=88.0W。留意,这里利用的是相乘后的“平均值(Mean)”而不是“无效值(RMS)”来获得无效功率,如前面所叙的平均功率定义。如许,我们很容易的获得该设备的功率因数PF=88.0W/133.8W=0.66,从而为设想功率校正电路 PFC 供给数据。

  此实例为通过面积丈量获得必然时间内的功耗。如下图所示为丈量电池供电设备的功耗曲线为某电路中的电压,通道2为对应的电流,M1为通道1与通道2相乘的成果,因而M1为逐点相乘的功率。图中,操纵泰克TDS3012C示波器系列的主动测试功能,测得M1的宽度为121秒,面积为57Ws,即为121秒内功耗约为57W。

  本文次要引见了电力功耗方面的功率丈量以及测试参数的常用定义方式,在进行功率丈量时起首要确定要进行的是哪种概念的功率丈量,是视在功率仍是有功功率或者是其他,搞清其定义以及计较公式,再确定需要丈量哪些参数,在按照信号的特征确定测试设备。最便利的功率丈量方式是用功率计丈量。彩票数据分析方法哪个彩票软件最好彩票软件定制和开发

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