功率计

时间:2024-05-09 02:18:36编辑:优化君

功率计是什么?

功率计测量电功率的仪器。一般是指在直流和低频技术中测量功率的功率计,又可称为瓦特计。功率计由功率传感器和功率指示器两部分组成。功率传感器也称功率计探头,它把高频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号。功率指示器包括信号放大、变换和显示器。显示器直接显示功率值。 功率传感器和功率指示器之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同功率电平和不同传输线结构的需要,一台功率计要配若干个不同功能的功率计探头。


功率的详细介绍

功率测量用于测量电气设备消耗的功率,广泛应用于家用电器、照明设备、工业用机器等研究开发或生产线等领域中。本文重点介绍了几种功率测量的方法及其具体应用。测量技术测量功率有4种方法:(1)二极管检测功率法;(2)等效热功耗检测法;(3)真有效值/直流(TRMS/DC)转换检测功率法;(4)对数放大检测功率法。下面分别介绍这4种方法并对各自的优缺点加以比较。利用二极管检测功率法用二极管检测输入功率的电路如图l所示,图l(a)为简单的半波整流、滤波电路,该电路的总输入电阻为50Ω。D为整流管,C为滤波电容。射频输入功率 PIN经过整流滤波后得到输出电压U0。但是当环境温度升高或降低时U0会显著变化。图1(b)为经过改进后的二极管检测输入功率的电路,该电路增加了温度补偿二极管D2,可对二极管D1的整流电压进行温度补偿。二极管具有负的温度系数,当温度升高时D1的压降会减小,但D2的压降也同样地减小,最终使输出电压仍保持稳定。需要指出,二极管检测电路是以平均值为响应的,它并不能直接测量输入功率的有效值,而是根据正弦波有效值与平均值的关系来间接测量有效值功率的。显然,当被测波形不是正弦波时,波峰因数就不等于1.4142,此时会产生较大的测量误差。等效热功耗检测法等效热功耗检测法的电路如图2所示。它是把一个未知的交流信号的等效热量和一个直流参考电压的有效热量进行比较。当信号电阻(R1)与参考电阻(R2)的温度差为零时,这两个电阻的功耗是相等的,因此未知信号电压的有效值就等于直流参考电压的有效值。R1、R2为匹配电阻,均采用低温度系数的电阻,二者的电压降分别为KU1和 KU0。为了测量温差,在R1、R2附近还分别接着电压输出式温度传感器A、B,亦可选用两支热电偶来测量温差。在R1和R2上还分别串联着过热保护电阻。尽管等效热功耗检测法的原理非常简单,但在实际应用中很难实现,并且这种检测设备的价格非常昂贵。真有效值转换检测功率法真有效值/直流(TRMS/DC)转换检测功率法真有效值/直流转换检测功率法的最大优点是测量结果与被测信号的波形无关,这就是“真正有效值”的含义。因此,它能准确测量任意波形的真有效值功率。测量真有效值功率的第一种方法是采用单片真有效值/直流转换器(例如AD636型),首先测量出真有效值电压电平,然后转换成其真有效值功率电平。另一种测量真有效值功率的电路框图如图3所示,该电路所对应的典型产品为AD8361型单片射频真有效值功率检测系统集成电路。U1 为射频信号输入端, U0为直流电压输出端。US端接2.7~5.5V电源,COM为公共地。IREF为基准工作方式选择端,PWDN为休眠模式控制端。FLTR为滤波器引出端,在该端与US端之间并联一只电容器,可降低滤波器的截止频率。SREF为电源基准控制端。从U1端输入的射频有效值电压为U1,经过平片器1产生一个与U12成比例的脉动电流信号i,该电流信号通过由内部电阻R1和电容C构成的平方律检波器获得均方值电压U12,输入到误差放大器的同相输入端。利用平方器2与误差放大器可构成一个闭合的负反馈电路,将负反馈信号加到误差放大器的反相输入端进行温度补偿。当闭环电路达到稳定状态时,输出电压U0(DC)就与输入有效值功率PIN成正比。有关系式式中:k为真有效值/直流转换器的输出电压灵敏度,AD8361的k=7.5 mV/dBm。这种检测方法有以下优点:第一,由于两个平方器完全相同,因此在改变量程时不影响转换精度;第二,当环境温度发生变化时,两个平方器能互相补偿,使输出电压保持稳定;第三,所用平方器的频带非常宽,可从直流一直到微波频段。 功率法对数放大检测器是由多级对数放大器构成的,其电路框图如图4所示。图4中共有5个对数放大器(A~E),每个对数放大器的增益为20dB(即电压放大系数为lO倍),最大输出电压被限制在为lV。因此,对数放大器的斜率ks=lV/20dB,即50mV/dB。5个对数放大器的输出电压分别经过检波器送至求和器(∑),再经过低通滤波器获得输出电压U0。对数放大器能对输入交流信号的包络进行对数运算,其输出电压与kS、PIN的关系式为式中:b为截距,即对应于输出电压为零时的输入功率电平值。普通对数放大器的特性曲线仅适用于正弦波输入信号。当输入信号不是正弦波时,特性曲线上的截距会发生变化,从而影响到输出电压值。此时应对输出读数进行修正。需要指出,尽管ADI公司生产的AD8362型单片射频真有效值功率检测器也属于对数检测功率法,但它通过采用独特的专利技术能适用于任何输入信号波形,并且特性曲线上的截距不随输入信号而变化。 测量系统的设计MAX42ll 属于低成本、低功耗、高端直流功率/电流测量系统,它是利用精密电流检测放大器来测量负载电流,再利用模拟乘法器来计算功率的,因此并不影响负载的接地通路,特别适合测量电池供电系统的功率及电流值。检测功率和电流的最大误差均低于±1.5%,频率带宽为220kHz。被测源电压的范嗣是4—28v。检测电流时的满量程电压为100mV或150mV。电源电压范嗣是2.7~5.5V,工作电流为670μA(典型值)。MAX42ll A/B/C的简化电路如图5所示,主要包括精密电流检测放大器,25:1的电阻分压器,模拟乘法器。外围电路包括被测的4~28V源电压,2. 7~5.5V的芯片工作电压,电流检测电阻RSENSE和负载。其测量原理是利用精密电流检测放大器来检测负载电流,获得与该电流成正比的模拟电压,再将该电压加至模拟乘法器,将负载电流与源电压相乘后,从POUT端输出与负载功率成正比的电压。令功率检测放大器的增益为G,RSENSE上的电压为 USENSE,RS+引脚的源电压为URS+,则有MAX42l1A/B/C内部的分压器电阻,接到RS+端和模拟乘法器的输入端。这种设计可精确测量电源负载的功率并为电源(例如电池)提供保护。从 POUT端、IOUT端输出的功率信号和电流信号,可分别经过A/D转换器送至单片机。理想情况下,最大负载电流在RSENSE两端产生满量程检测电压。选择合适的增益,使电流检测放大器既能获得最大输出电压,又不会出现饱和。在计算 RSENSE的最大值时,应使RS+端与RS一端之间的差分电压不超过满量程检测电压。适当增加RSENSE的电阻值,可提高USENSE,有助于减小输出误差。 射频功率测量系统的设计对通信系统的要求是在发送端必须确保功率放大器能满足发射的需要,并且输出功率不超过规定指标,否则会导致设备过热损坏。因此,在发射机电路中必须增加射频功率测量和功率控制电路。同样,射频功率测量对接收机也是必不可少的。根据有效值定义所计算出的功率就称为“真有效值功率”(The power of true effective value),简称“真功率”(True Power)。由于现代通信系统具有恒定的负载和阻抗源(通常为50Ω),因此只需知道有效值电压就能计算出功率,即可将功率测量转化为对有效值电压的测量。 传统的射频功率计或射频检测系统的电路复杂,集成度很低。2013年,美国ADI公司相继推出AD8361、AD8362和AD8318型全集成化的单片射频真有效值功率测量系统,不仅能精确测量射频(RF)功率,还可测量中频(IF)、低频(LF)功率。AD8318是采用将晶片绝缘硅与超高速互补双极型相结合的高速硅锗制造工艺而制成的单片射频功率测量系统。其内部解调式对数放大器的输出电压与被测功率成正比,能精确测量1MHz~8GHz的射频功率。适合测量于机和无线LAN基站的无线输出功率。AD8318不仅远优于传统的产品,而且比模块式测量系统具有更高的性价比,比采用二极管检测功率法的精度更高。AD8318集高精度、低噪声、宽动态范围等优点于一身。AD8318在高达5.8GHz的输入频率下,测量精度优于±ldB,动态范围是55dB;在8GHz时精度优于±3dB,动态范围超过58dB。而输出噪声仅为它采用对数放大检测功率法,对数斜率的额定值为一25mV/dB,并可通过改变UOUT、USET引脚之间反馈电压的比例系数来进行凋整。在从IN+端输入信号时,截距功率电平为一25dB。AD8318的典型应用电路如图6所示。AD8318是专为测量高达8 GHz的射频功率而设计的,因此保持IN+、IN一引脚之间及各功能单元电路的绝缘性至关重要。AD8318的正电源端UPSI、UPS0必须接相同的电压,由UPSI端为输入电路提供偏置电压,由UPSO端为UOUT端的低噪声输出驱动器提供偏置电压。AD8318内部还有一些独立的公共地。CMOP被用作输出驱动器的公共地。所有公共地应接到低阻抗的印制扳地线区。允许电源电压范围是4.5~5.5V。C3~C6为电源退耦电容,应尽量靠近电源引脚和地。AD8318采用交流耦合、单端输入方式。当输入信号频率为lMHz~8GHz时,接在IN+、IN一端的耦合电容(C1、C2)可采用0402规格的 lnF表面封装式瓷片电容,耦合电容应靠近IN+、IN-引脚。外部分流电阻R1(52.3Ω)与IN+端相配合,可提供一个具有足够带宽的50Ω匹配阻抗。AD8318的输出电压可直接送给数字电压表(DVM),亦可送至带A/D转换器的单片机(μC)。视在功率、有功功率、额定功率、最大功率、经济功率 1)视在功率的单位为KVA,我国习惯用于表达变压器及UPS的容量。2)有功功率为视在功率的0.8倍,单位是KW,我国习惯用于发电设备和用电设备。3)柴油发电机组的额定功率是指12小时可连续运行的功率。4)最大功率是额定功率的1.1倍,但12小时内仅容许使用1小时。5)经济功率是额定功率的0.75倍,是柴油发电机组不受时间限制可长期运行的输出功率。在该功率运行时,燃油最省、故障率最低。

功率计与功率分析仪的本质区别?

功率计只是起到测量的功能,功率分析仪既能测量又能分析,因为之前用过zlg致远电子功率分析仪pa8000,这里来具体说下两者区别。功率分析仪比功率计多了个人机交互界面,无需上位机就可实时的显示处理数据,拥有12.1英寸的电容触摸屏,用起来更方便;功率计通道数较少,一般多为4个通道,功率分析仪有些了可以做到6通道,如pa8000已经做到7通道,支持变频器转换效率的测量;功率计的功率精度与谐波测量是有限的,精度0.1%已经算高的了,谐波测量为50次,功率分析仪功率精度达到0.01%,谐波测量为500次。


功率分析仪与功率计有什么区别?

1、一般来说功率计的通道数比较少(1-3通道),采样率较低,主要用于测量电压、电流、功率、平均功率、累计能耗等,主要用于工频、DC的回路的测量,测量的电流偏小在数十安培以下,采用的是直接串入方式。2、而功率分析仪的通道数比较多,可以同时测量2个3相回路(6通道),采样率较高(可达数MHz采样率),分辨率也较高(18bit),功率分析仪测量项目除了功率计已有的外,还有电机机械功率测量、运算功能,并且谐波次数较功率计更多,主要用于变频设备功率测量和分析。测量电流较大,在数十安培以上,往往采用的是电流传感器输入方式。日置功率计PW3335,具备700kHz采样率、16bit分辨率、10uA-30A电流测量范围、最高1000V电压输入,可以满足中低功率电气产品的功率测量。日置功率分析析PW6001,具备5MHz采样率、18bit分辨率、、最高1500V电压输入、搭配各种电流传感器,可以满足高功率、高频率电气产品的功率测量和分析。

光功率计是看db还是dbm

光功率计是看db。在电子工程领域,放大器增益使用的就是dB(分贝)。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关系为:A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi);电压增益。A(I)(dB)=20lg(Io/Ii);电流增益。Ap(dB)=10lg(Po/Pi);功率增益。扩展资料传统的光功率计校准方法通过一个激光光源经过衰减调节器,通过光纤连接器的插拔先后与标准光功率计和被测光功率计连接进行测量。传统的校准方法会引入插拔误差和光源稳定性误差。激光光源通过光纤跳线连接光衰减器的输出端与标准光功率计的输入端,调节光衰减器使得光源输出在某一功率点上,读取标准光功率计的示值 P1,然后将连接标准光功率计输入端的光纤取下,连接被检光功率计的输入端,读取这时被检光功率计的示值P2。激光光源连接到光衰减器,通过调节光衰减器输出不同的功率值,光源输出经过光衰减器后进入一个光纤分束器。通过光分束器的分光原理,把相同的光同时传输到标准光功率计和被检光功率计当中,这样只需调节光衰减器,就可以同时读取标准光功率计和被检光功率计不同功率点上的示值。所采用的光纤分束器在两条分路上的功率值在测量前由同一标准功率计来测量,准确测出两条光路上的功率差值,此差值作为重要修正分量在测量中应进行修正补偿。要注意的是不同波长下的功率分束比是不同的,需要分别修正,在测量中应保持光纤头清洁。参考资料来源:百度百科-光功率计

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