交流电源功率表用来测量电器设备在市电运行中电气所消耗的功率。近年来,由于能源紧缺及环保需求,进行精密电流、瓦特及功率因素测量非常重要。本文将说明功率表的原理以及如何选购最合适的电器耗电功率表或电参数综合分析仪(Power Meter)。根据定义,电器耗电功率表功率表所测量参数如下:
均方根电压和电流(Vrms/Arms):电阻性负载下(PF=1)交流电路以Vrms和Arms为单位,其功率值等于均方根电压与电流乘积,即W=Vrms x Arms,与直流电路功率计算兼容:
功率因素指电压与电流波形关系,上面公式具有通用性,即任何状况下均可以用上述公式计算功率因素,传统公式 仅适用于电压与电流波形均为正弦波的情形,实际上仅适用于马达电感性负载,而今天绝大多数的电子设备其负载型式为整流式电容性负载,其电流不为正弦波,故需以 来计算功率因素。
根据上述功率表计算公式,功率表的工作原理分为模拟式转换器与数字式转换器:
模拟式转换器以数字显示:使用模拟IC元件做乘法、开方及积分等电路来完成上述公式。经转换后得到直流电压,此直流电压与Vrms、Arms、Watt成正比,然后用低速的3位半或4位半A/D转换器,将此直流电压转换为相应的数字读数,其方块图如下:
数字式转换器以数字显示:使用高速A/D转换器对电压电流波形同时取样(类似双通道数字示波器),然后通过程序(据下列公式)得到Vrms、Arms、Watt结果并显示。当电压电流波形在周期内取样数愈多且A/D转换器分辨率愈高时,可得到更佳精度。
功率表重要参数:
①精确度:精确度愈精确愈好。精确度与功率表量程(range)和读数(reading)有关。数字式转换器精确度高于模拟式转换器。
②电流峰值系数:一般而言绝大部份负载电流是失真和脉冲式波形,因此需要选择适当的电流量程才不致使电流峰值超过量程而得不到正确的结果,有的功率计具有自动峰值检测功能,可避免此类问题发生。峰值系数为峰值÷RMS值,正弦波峰值系数为1.414,一般电子设备峰值系数约为2~3。
③有效测量范围:指在功率表的精确度范围内对输入电压电流的有效测量范围,模拟式转换器有效测量范围为10%到100%,而数字式转换器可达1%到100%,对应动态范围广和低能耗环保产品非常重要。
④校正周期:任何测量仪表均需定期校验,才可确保质量,而功率表校验周期依不同工作原理而有所差异。模拟式转换器由于零件老化、漂移和温度等影响,3~6个月需要校正,而数字式转换器1年需要校正。
⑤确认实际测试:这是最实用的方法来了解功率表是否适合测量您的产品,把一固定电子产品将电源输入外接电压分别设定为115V和220V,用不同型号的功率表测量并记录结果。一般来说115V和220V时同一台功率表的读数十分接近,实际上由于功率表内部的电源在220V时功率损耗较小,220V的测量结果通常会比115V略小。
选择购线,构造安全,连接你我!用毫米(mm)来购线的购物网!