在當今的電力電子或者機電相關(guān)研究和測試中，一臺適合并且好用的功率分析儀成為相關(guān)工作必不可少的測試設備。那么，面對市面上各種廠(chǎng)家和品牌的功率分析儀產(chǎn)品，如何選擇一款最合適的功分產(chǎn)品，成為了當下工程師和科研人員的必要功課。本文將從幾個(gè)方面，講述如何選擇一款合適的功率分析儀。
一款趁手好用的功率分析儀，首先要關(guān)注的是當下的測試條件是否能夠滿(mǎn)足。其次是在滿(mǎn)足當下測試條件的情況下測試精度是如何的。最后是設備好不好用。
01 看能否滿(mǎn)足條件
首先要看功率分析儀的通道數量。在這里，我們說(shuō)的功率分析儀的通道是指包含一個(gè)電壓測量通道和一個(gè)電流測量通道。假如，針對三相電機，如果采用3P3W2M的接線(xiàn)方式,則占用兩個(gè)功率通道。如果采用3P3W3M的接線(xiàn)方式則占用3個(gè)功率通道。所需的通道數量，決定了功率分析儀的基本選型。青智8962A1功率分析儀可以提供最高6個(gè)通道的單臺機型和最高12通道的光纖同步測試系統，并同時(shí)提供2ch/4ch的機械功率（一個(gè)通道的機械功率包含一個(gè)扭矩輸入通道和一個(gè)轉速輸入通道）測試通道，為多種測試條件提供便利。
其次，要看測量的帶寬，功率分析儀的主機帶寬和被測信號頻率。功率分析儀的帶寬是代表主機的測量能力范圍，功率分析儀的帶寬如果不滿(mǎn)足測量信號頻率導致的直接后果是測量的功率無(wú)參考意義。同時(shí)，功率分析儀的主機采樣速率和標稱(chēng)帶寬如果不滿(mǎn)足采樣定律，即功率分析儀的主機采樣頻率不是帶寬的2倍以上，則在顯示波形的情況下，可能會(huì )出現波形混淆，并且在功率計算的時(shí)候，不滿(mǎn)足采樣定律的帶寬范圍也無(wú)法準確運算。青智8962A1,5MS/s采樣，2MS/s帶寬，充分滿(mǎn)足采樣定律，18bit高分辨率，對于波形顯示無(wú)需擔心混疊情況出現。
02 測試精度如何
功率分析儀作為電氣領(lǐng)域高精度測量的必須設備。工程師和研發(fā)人員關(guān)注的精度應該包括50Hz/60Hz的工頻測試精度，DC測試精度，高頻測試精度和實(shí)際測試精度這幾個(gè)方面。
工頻測試精度和DC測試精度是直接反應功率分析儀性能指標的參數。當下，功率分析儀領(lǐng)域0.1%以上的精度被認為是高精度功率分析儀。青智8962A1在45 Hz≤ f≤ 66 Hz的主機精度為±0.02% rdg.±0.03%f.s.，DC精度為±0.02% rdg.±0.05%f.s.都達到了當下業(yè)內的頂級水準。
其次是高頻測量精度。功率的計算公式為P=UIcosθ，基本的功率測量要以相應的時(shí)間間隔對電壓和電流進(jìn)行采樣，并計算相位角θ。通常，功分設備廠(chǎng)家，一般不會(huì )將高頻的測試精度明確標注，或者根本就是無(wú)法準確告知。導致客戶(hù)在使用購買(mǎi)后的設備，在高頻測量實(shí)驗中無(wú)法正常使用。青智8962A1在100KHz的代表共模抑制比為80db，高抗干擾能力更具適用性。
目前，高頻功率的測量集中在SiC等高頻功率開(kāi)關(guān)器件和無(wú)線(xiàn)電能傳輸領(lǐng)域的測量。在高頻測量上，格外關(guān)注相位角θ的計算，微小的計算誤差將導致測量的巨大差異。由于功率分析儀的電壓測量基本都采用直接接入的方式，因此不同的因功率分析儀對θ角的測量差異主要在于電流信號的測量上。常見(jiàn)的兩種電流測量方式，分流電阻直接接入式和電流傳感器接入式。
分流電阻直接接入的先天優(yōu)勢在于對于相位角θ的計算無(wú)需更多的優(yōu)化，但是由于構造的原因在測量大電流會(huì )因為自身發(fā)熱而造成精度漂移，而且會(huì )因為“配線(xiàn)電阻會(huì )造成損耗”，“電容耦合引起泄露電流損耗”。同時(shí)，這種方式的接線(xiàn)也相應比較麻煩。
電流傳感器接入方式則更加靈活。首先在測量上，接線(xiàn)可以更加方便。其次，在大電流測量上面也沒(méi)有分流電阻形式造成的發(fā)熱情況。最關(guān)鍵的是可以通過(guò)多種技術(shù)手段，霍爾、放大電路、零磁通、干擾屏蔽等方式進(jìn)行優(yōu)化。在三相電路中，基本都是大功率容量的研究，電流傳感器的方式更是有無(wú)法匹敵的優(yōu)勢。
雖然，電流傳感器采用的鐵芯結構，磁滯效應會(huì )影響感應電流的相位測量。但是，作為一家即能生產(chǎn)高精度的電流傳感器，又能生產(chǎn)高精度功率分析儀的廠(chǎng)家，也是一家可以做到在標稱(chēng)帶寬內，進(jìn)行全頻段相位補償的廠(chǎng)家。青智8962A1配合的高精度傳感器進(jìn)行了EMC測試,電流傳感器具備穩定的頻率特性和優(yōu)秀的抗干擾能力，使得日置的功率分析儀可以做到在高頻測試時(shí)以0.01°的角度進(jìn)行相位補償。保留了電流傳感器接入的便利，并同時(shí)確保了高頻測量的精度。
最后，也是最重要，也最容易忽視的，就是實(shí)際測量精度。實(shí)際測量精度包含高頻測量精度、數據更新相關(guān)精度、主機和傳感器的配合精度。青智8962A1的數據更新速率可達當下最高的10ms，針對一些瞬態(tài)功率的觀(guān)測，比如電機的升速實(shí)驗，根據ISO 21782需要對汽車(chē)電機進(jìn)行40%-100%的升速實(shí)驗，10ms的數據更新率可以更好的觀(guān)測這些瞬態(tài)的數值。同時(shí)，即使選擇10ms的數據更新率，青智8962A1的精度也不會(huì )受到影響，而有些功率分析儀由于系統算法的優(yōu)化問(wèn)題，在高速的數據更新情況下需要重新加算精度誤差，使得實(shí)際測量的精度發(fā)生變化。青智8962A1結合傳感器的實(shí)測精度可達0.075%。實(shí)際的不同帶寬精度也有相應標注，使得客戶(hù)沒(méi)有任何后顧之憂(yōu)。
03是否適用
適不適用，也就是用著(zhù)到底方便不方便，是否人性化。在這部分，工程師和科研人員最關(guān)注的分為兩個(gè)方面。即接線(xiàn)方式是否足夠方便，操作是否足夠人性化。
在接線(xiàn)方式上，不管是大電流的測量發(fā)熱問(wèn)題，亦或者高頻段的相位補償問(wèn)題，都無(wú)需再擔心。
在操作界面上，按鍵和觸屏結合的方式，人性化的操作向導，即使是初次接觸功分的用戶(hù)，也可以迅速上手。同時(shí)，青智8962A1還具備簡(jiǎn)單的示波器功能，電壓、電流、功率波形一目了然。相關(guān)性X-Y曲線(xiàn)可提供2個(gè)系統參數的相關(guān)性曲線(xiàn)。常規的諧波分析、FFT分析、運算功能和損耗運算等也一一具備。
04 結論
綜上，如何選擇一款合適的功率分析儀已經(jīng)有了更好的選擇?？偨Y一下：
● 設備是否滿(mǎn)足當下的測試需求。通道數量和帶寬。
● 設備的主機精度和實(shí)際精度是怎樣的。
● 對于當下測試，是否具備方便性和易操作性。
青島青智儀器有限公司自1988年以來(lái)，一直專(zhuān)注于電參數測量技術(shù)，為電機測試，發(fā)電機（組）測試，家電測試，電源測試，新能源測試等電氣測試領(lǐng)域提供高性能的電參數測量 、分析、記錄儀器儀表。
