早在初中的物理课中咱们就现已接触到功率丈量了,其时用的是独立的电流表和电压表。遐想当年,教师反复强调什么时候电流表内接、外接……,是不是有点晕了。现在进行功率丈量有了功率计、功率剖析仪等更高档的仪器,可是作为根本的丈量办法,电流表内外接发生的影响仍然存在。
下图别离显现了电流表内接和外接两种接法。
关于功率丈量仪器,咱们期望电压通道输入阻抗无穷大,电流通道输入阻抗无穷小。但是实际跟抱负总有那么一点距离,电压表和电流表的输入阻抗耗费了丈量回路中电能,发生了系统误差,对丈量精度的影响跟丈量办法有关。
1、在确认用哪一种办法前先来核算不同状况下电压和电流表的损耗功率。
不管内外接,咱们从仪器读取的功率为
电流表损耗
电压表损耗
式中RI和RU别离为电压表和电流表的内阻。从图中得到两个定论:
(1) 电流表内接时,电流表读数即为负载电流,电压表读数是电流表内阻压降和负载电压之和,因而仪器的丈量成果中包含了电流表的损耗功率PI。
(2) 电流表外接时,电流表读数为负载电流和电压表电流之和,电压表读数即为负载电压,因而仪器的丈量成果中包含了电压表的损耗功率PU。
2、在特定的环境中,比较两种接法的损耗。
(1)无妨假定电压表损耗大于电流表,由不等式运算规矩推导得到:
(2)同理假定电压表损耗小于电流表:
(3)当两者持平时:
咱们将电压表和电流表内阻乘积平方根暂时称为仪器的“功率特征阻抗”,RP。
依据上述3种状况的运算成果,不同负载阻抗RL和功率特征阻抗RP的影响如下:
(1) RL>RP电压表损耗较大;
(2) RL
(3) RL =RP损耗持平。
3、挑选适宜的接法进步丈量精度
以上剖析了不同的负载阻抗与功率特征阻抗下电表的损耗,哪究竟选用哪种?需求依据丈量目标挑选。以测验DC-DC转换器功率为例,需求丈量转换器输入功率和输出功率。输入功率便是转换器吸收的功率,应尽量削减电表的损耗,所以需求把损耗小的电表内接,把损耗大的电表功率扫除。输出功率是转换器供给的功率,电表损耗和负载功率都是由转换器供给,要将电表损耗功率计入转换器输出功率,因而把损耗大的电表进行内接。
设dc-dc输入电压48V电流约0.3A,输出12V电流约1A,输出接了12Ω假负载。运用PA5000功率剖析仪5A功率卡丈量功率,电压通道输入阻抗2MΩ,电流通道取样电阻0.1Ω,首要功率特征阻抗:
输出负载阻抗12Ω447ω,依据定论(2)这种状况电流表将耗费更大的功率,因而丈量输出功率要把电流表内接,pa5000测出的dc-dc输出功率中包含了电流表的损耗功率。
输入负载阻抗RIN=48/0.3=160Ω447ω,依据定论(2)这种状况电流表将耗费更大的功率,因而要把电流表外接,电流表较大的损耗就不会计入dc-dc输入功率中了。
输入输出接线如下图所示,输入和输出功率的系统误差更小。
假如看见公式就头疼,PA5000还有更高档的接线补偿功用,无需人工核算。