功率分析仪波形采样及计算
功率分析仪带宽与采样率
signal to measure
P
1 u(t ) i(t ) dt T 0
T
图 1 功率分析仪采样过程 功率分析仪对输入信号进行采样，并对一段时间内的采样结果按照计算公式进行运算， 得到电流、电压以及功率等参数，如上图所示。 功率分析仪的对输入信号的测量是一个稳态的过程： 测量时必须分区间对测量数据进行 处理，计算出计算结果。因此对于功率分析仪，在理论上，只要是有足够的计算区间，可以 获取其带宽之内任意频率的输入信号的有效值等参数。 但是如果能够更好的显示输入信号波形的细节， 则采样率越高会越好。 在一般实际应用 中保证采样频率为信号最高频率的 5～10 倍。 当被测信号频率低于采样率一半时， 理论上功率分析仪可以有效还原被测信号的全部信 息，获取其各种参数，但是当被测信号频率高于采样率一半时，此时由于混叠的存在，导致 功率分析仪无法还原被测信号的全部信息， 无法测量谐波等参数， 但是功率测量本身是一种 稳态测量，所以功率分析仪依然可以准确测量被测信号的有效值和功率等稳态参数。 1.2.2 功率分析仪带宽、采样率影响的功能和参数 带宽、采样率是功率分析仪的基本参数，与功率分析仪的功能和参数直接相关的，但是 带宽、采样率并不能够决定性能的好坏，只有是会影响其应用的范围。实际使用并不是带宽 越宽越好，而是选择合适的，带宽宽，相对噪声就大，测量精度就会降低。功率测量精度降 低，谐波测量精度也会降低，同时由于混叠的存在，所以 THD 测量会可能偏大。相同带宽情 况下，如果仪器的本体噪声相同，则采样率越高，对被测的模拟信号离散化的信息就越多， 越接近被测的模拟信号，从而保证测量精度也越高。 功率分析仪的采样率在不同测量模式下会有区别： 一是在基本测量模式下采用固定的采 样频率，二是在谐波测量模式下，采用锁相倍频方式，采样率与输入信号频率相关。 PA6000 功率分析仪谐波测试时，采样率和数据长 度的窗口宽度 （基波频率）
有功功率的测量方法
有功功率的测量方法随着控制技术的发展，电压、电流的调制信号得到更广泛的应用，伴随而来的是较高的谐波含量，传统的有功功率测量方法难以精确测量，本文基于功率分析仪的有功功率测量原理，结合在变频器领域的测量应用进行简单介绍。
随着控制技术的发展，电压、电流的调制信号得到更广泛的应用，伴随而来的是较高的谐波含量，传统的有功功率测量方法难以精确测量，本文基于功率分析仪的有功功率测量原理，结合在变频器领域的测量应用进行简单介绍。
1.1 一、最常用的有功功率测量方法a、相位法通过相位测量电路测量电压、电流的相位差，再根据正弦电路有功功率计算公式P=UIcosφ计算出有功功率。
由于有功功率计算公式P=UIcosφ是在正弦电路技术上推导出来的，该方法只适用于正弦电路的有功功率测量。
另外，由于相位测量电路通常采用过零检测法，而交流电零点附近不可避免会有一定的毛刺，因此，相位测量精度较低。
在低功率因数下的功率测量准确度亦较低。
b、模拟乘法器法采用模拟乘法器获取电压、电流的乘积，得到瞬时功率，再用固定的时间对瞬时功率进行积分，即可获得瞬时功率的平均值，也就是有功功率。
该方法适用任意波形电量的有功功率测量。
1.2 二、功率分析仪的测量基本原理以功率分析仪PA6000为例，测量的基本原理如下：功率分析仪采样电流和电压信号功率分析仪的每个测量通道，对输入的电流或者电压信号进行采样，对采样得到的数据按照特定公式计算得到结果。
其中u(n)为更新周期内采集的电压信号数据（瞬时数据），i(n)为更新周期内采集的电流信号数据（瞬时数据），u(n)和i(n)为同一时刻的采样数据。
三、有功功率的测量方法在变频器的应用变频器的主电路一般为“交—直—交”组成，在整流回路中接有大电容，输入电流的波形不是正弦波；在逆变输出回路中，输出电压信号时受PWM载波信号调整的波形，即输入输出都不是标准的正弦波，有较多的高次谐波含量。
变频器典型的输入测波形如下：对输入测得有功率，传统的计算公式为：P=Urms*Irms*cosφ其中P为有功功率；Urms为电压有效值；Irms为电流有效值；φ为电压电流夹角。
zimmer_lmg500功率分析仪技术参数
变压器、电感器和电容器 在最低功率因数下的损耗
延迟时间菜单，设定有1、2、3相电流补偿值
功率测量到10MHz要求电压和电流通道设计成相互之间延迟要非常小，LMG500延迟小于3ns， 意味着相角误差在50Hz时<1 µ弧度，因为LMG500包含有这种特色，所以它是最适合测量变压 器、电感器和电容器在非常低功率因数下的功率损耗。标配就能完全满足这些测量需求，不需 要选件。
因此可以捕获浪涌电流和信号变化； · 谐波和间谐波分析达到50kHz/1MHz； · 闪变测量，供电网络和负载的相互作用。
用于改进电机、变压器、变频器、 电力电子、电源、照明设备、电动汽车等 的效率、可靠性、电磁兼容性以及整个生命周期的成本。
LMG500 e 02.10
LMG—高精度功率测量的代名词
多绕组变压器
没有传动装置的风力发电机， 但是带有扩展的旋转速度量程 定子侧频率固定，通过设定转 子侧的频率，双反馈机器可以 像发电机一样在不用风速下高 效率地工作。
一次侧 u1
U1 U5 v1 w1
12脉冲整流变压器的8通道测量
整流侧 u2
v2 U2
U4
w2 U3
u3
v3 U6
U8
w3 U7
三绕组变压器，带有两个30°电子档位输出线圈，提供两个6脉冲 整流器。因此，初级线圈抑制谐波，如5次、7次、17次、19次谐波。 功率测量通道被配置成两组，通道1和5并联，所以所有的测量 通道都有相同的参考相位。相角偏移（n.30°）的特殊整流变压器 可以被准确测量。
变频器 输出端的瞬态电流
通过10MHz的高带宽，可以采样和显示 变频器输出端的高频电流峰值。 瞬态电流峰值产生在每一次开关变换的 边缘。电流流经绕组电容，它们产生一 个数倍于额定电流的峰值。 可以从客户菜单的显示中得到Ipp1和Itrms1 的高比值。
功率分析仪带宽与采样率的重要性
1. 功率分析仪带宽与采样率的重要性功率分析仪的带宽和采样率一般都远高于电参数测试仪，很多用户往往会认为高带宽和高采样率对测试应用没有太大的帮助，在选购测量仪器的时候，客户通常都会选择价格相对更低的低带宽和低采样率的电参数测试仪。
其实高带宽高采样率能够帮助客户提高测量准确性，帮助客户分析故障的原因，下面我们用一个具体案例进行说明。
有一个生产非晶合金变压器的客户，他们拥有一个工业园，里面有生产车间、测试车间、办公室等。
原来供电局安排了两条380V的线路对工业园进行供电，一条线路供生产车间，另外一条线路供测试车间和办公室。
后来供电局把两条线路合并成一条线路供电，生产、测试都共用一条线路。
这时客户发现变压器的测试数据发送异常，比以前的测试结果都偏大了5%左右，而且测试时，变压器经常有异响，非常奇怪。
客户怀疑他们的用电电网有问题，让我们带上电能质量分析仪去分析一下，刚好我们手上还有一台PA6000功率分析仪，所以就一起带到客户那里。
到达现场后，客户先让我们用电能质量分析仪测试他们用电电网的谐波和波形，测试中发现客户电网质量一般，电压信号有明显的高频脉冲，Uthd在5%左右，也勉强算合格。
然后用PA6000测试客户的400KV A和100KV A的非晶合金变压器，测试结果与客户自己的空负载测试仪（电参数测试仪的一种）的测试结果进行比较，发现测试结果差异明显，PA6000测试结果明显偏大，有50%的偏差，看波形时发现客户电流信号高频脉冲很多，电流RMS 值0.2A，但是峰值达到3.5A（如下图），明显的电流异常。
变压器也发出异响。
从波形图我们可以分析到因为PA6000功率分析仪的带宽和采样率比客户自己空负载测试仪的带宽和采样率都高很多，所以PA6000功率分析仪把高频脉冲都测量出来了，而空负载测试仪却没有，测试结果当然比客户的空负载测试仪器测量值大。
客户刚开始不接受这个结果，以为是变压器的材料造成的，就更换了一台用硅钢做的变压器，测试发现与客户自己仪器测试结果有点接近了，这时电流脉冲降到1.5A（如下图）。
功率分析仪峰值因数介绍及测量
产品应用笔记
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广州致远电子有限公司
峰值因数介绍
峰值因数从另外一个角度反应了电源的特性和用电设备的特性，一个用电设备的电流峰 值因数越大，说明其供电需要的冲击电流越大，该设备对电网的危害也越大。同样一个电源， 如果能够输出的电流峰值因数越大，说明其耐冲击的能力越强，该电源的性能越好。此外， 峰值因数很大时也会带来大量的谐波电流和谐波电压，对整个供电系统造成危害。
图 1.3 功率分析仪测量方波的峰值因数
1.3 变频电源的峰值因数
由于变频电源输出波形的不同，其峰值因数通常不等于正弦波的峰值因数，以变频器输 出的 PWM 波为例，其峰值取决于直流侧的直流电压，有效值由调制比决定，调制比越低， 有效值越低，峰值因数越大。对于相同有效值的变频信号，峰值因数越高，仪器测量时所需 要的量程越大，对应的测量精度越低。如图 1.4 所示，功率分析仪对 PWM 波的测试截图， 变频电源输出电压峰值因数 3.5，电流峰值因数 2.2.。
1.2.3 方波峰值因数.......................................................................................................2
1.3
变频电源的峰值因数 ............................................................................................... 2
功率分析仪简单测试方法
功率分析仪简单测试方法
任何计量器具由于种种原因都具有不同程度的误差计量器具的误差，只在允许的范围内才能应用，否则将带来错误的计量结果。
对于新制的或修理后的计量器具必须用适当等级的计量标准来确定其计量特性是否合格，对于使用中的计量器具必须用适当等级的计量标准对其进行周期检定，另外有些计量器具必须借助适当等级的计量标准来确定其示值和其它计量性能，因此量值传递的必要性是显而易见的。
1. 电压校准
我们使用功率分析仪进行分析计算时，利用的是功率分析仪内部采样得到的电压值。
我们可以通过调整调压器输出不同电压，然后使用经过校准的高压探头和示波器，读取电压的数值和波形，与功率分析仪采到的电压数值和波形进行对比，进行电压的校准。
2. 电流校准
我们使用功率分析仪进行分析计算时，利用的是功率分析仪内部采样得到的电流值。
我们可以通过调整升流器输出不同等级的电流，然后使用经过校准的电流探头和示波器，读取电流的数值和波形，与功率分析仪采到的电流数值和波形进行对比，进行电流的校准。
3. 频率校准
在进行电压校准和电流校准的过程中，可以使用经过校准的频率计测量给定的电压、电流的频率，与功率分析仪计算的频率数值进行比较，以此来进行简单的频率校准。
4. 功率校准
按照电压校准和电流校准的方法，分别给定不同的电压和电流值，计算出功率，然后使用此数值和功率分析仪计算的功率数值进行比对，以此来简单判定功率分析仪的计算结果是否正确。
5. 谐波校准
这个没法弄吧…。
Tek_PA1000泰克功率计使用手册
电流量程 (1 A 分流器 ) 2.0 Apeak, 1.0 Apeak, 0.4 Apeak, 0.2 Apeak, 0.1 Apeak, 0.04 Apeak, 0.02 Apeak, 0.01 Apeak,
0.004 Apeak, 0.002 Apeak
测量精度 - 电压
电压精度 , Vrms (45 Hz - 850 Hz)1
Байду номын сангаас
电压量程
1000 Vpeak, 500 Vpeak, 200 Vpeak, 100 Vpeak, 50 Vpeak, 20 Vpeak, 5 Vpeak
电流量程 (20 A 分流器 ) 100 Apeak, 50 Apeak, 20 Apeak, 10 Apeak, 5 Apeak, 2 Apeak, 1 Apeak, 0.5 Apeak, 0.2 Apeak, 0.1 Apeak
/power-analyzer-series/pa1000 5
PA1000 功率分析仪
订货信息
PA1000
标配附件 电压线组 特定国家电源线 USB 通讯电缆 文档光盘
校准证明 五年产品保修
推荐附件 BB1000-NA BB1000-EU BB1000-UK BALLAST-CT CL200 CL1200 PA-LEADSET
通过任何仪器通信端口与 PA1000 通信 远程改变仪器设置 从仪器实时传送、查看和保存测量数据，包括波形、 谐波柱状图和曲线 记录一段时间的测量数据 与多台 PA1000 仪器通信，从多台 PA1000 仪器记录 数据 创建公式，计算功率转换效率和其它值 把测量数据导出到 .csv 格式，以导入其它应用 对特定应用测试，使用设置向导界面，只需点击几下 鼠标，即可自动完成仪器设置、数据采集和报告生成 根据 IEC 62301 第二版低功率待机要求自动执行全 面一致性测试 在未来版本中将增加其它自动测试功能
功率分析仪基础之电压测量
1. 功率分析仪基础之电压测量1.1 电压定义电压是两点间电场强度的线积分，代表电场力对单位正电荷由场中一点移动到另一点所做的功。
电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
标量，符号“U”。
电压在国际单位制中的主单位是伏特（V），简称伏，用符号V表示。
1伏特等于对每1库仑的电荷做了1焦耳的功，即1 V = 1 J/C。
强电压常用千伏(KV)为单位，弱小电压的单位可以用毫伏(mV)微伏(μv)。
他们之间的换算关系是：1kV=1000V；1V=1000mV；1mV=1000μv。
如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。
如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。
对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。
交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
电压可分为高电压，低电压和安全电压。
高低压的区别是：以电气设备的对地的电压值为依据的。
对地电压高于或等于1000伏的为高压。
对地电压小于1000伏的为低压。
其中安全电压指人体较长时间接触而不致发生触电危险的电压。
按照国家标准《GB3805-83》安全电压规定了为防止触电事故而采用的，由特定电源供电的的电压系列。
我国对工频安全电压规定了以下五个等级，即42V，36V，24V，12V以及6V。
1.2 电压测量电压测量是电子测量的基础，传统测量仪器中，用于电压测量的仪表主要是数字万用表，但是数字万用表通常适用于直流或低频正弦波电压测量。
目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
PA系列功率分析仪就是一种能够很好满足这一需求的测试仪器。
图 1 PA系列功率分析仪电压等参数测量示意图图 2 PA系列功率分析仪波形显示示意图：变频器输出PWM波形图 3 PA系列功率分析仪电压电流谐波测量示意图PA系列功率分析仪可以用于各类变频调速系统、逆变系统等设备的测试，对电压、电流、功率、效率、谐波等进行测量与分析的高性能仪器，是变频技术高速发展的必然产物，也是变频技术持续健康发展的重要基础仪器，更是变频设备能效评测不可或缺的工具。
横河WT3000功率分析仪简易操作说明(V01)
目录1．测试回路连接 (2)2．数值模式 (4)2.1．电流/电压量程和模式的选择 (4)2.2．测试回路模式WIRING、公式的设置 (4)2.3．测试项目ITEM的设置 (5)2.4．U/I的谐波界面显示 (5)2.4.1谐波的项目设置 (6)2.4.2谐波的PLL源和谐波次数的设置 (6)波形设置 (6)3．波形模式 (7)3.1测试项目设置 (7)3.2采样频率设置 (8)3．数值模式和波形模式 (8)4. 转速、扭矩信号的设置 (8)5.屏幕保存（JPEG格式） (9)6.WT Viewer软件监控 (9)6.1软件安装准备 (9)6.2软件设置步骤 (9)1．测试回路连接步骤1：单元1的电压通道（上端）与驱动器直流母线（+/-）连接（并联回路）注1：+/-极性步骤2：单元1电流通道（下端）与驱动器直流母线（+/-）连接（串联回路）注1：+/-极性步骤3：单元2/3电压通道（上端）与被测电机动力线的连接（并联回路）步骤4：单元2/3电流通道（下端）与被测电机动力线的连接（串联回路）注1: 电流方向：传感器上箭头指向被测电机动力端。
2．数值模式图示：Numeric 数值模式2.1．电流/电压量程和模式的选择2.2．测试回路模式WIRING 、公式的设置234522.3．测试项目ITEM 的设置2.4．U/I 的谐波界面显示32 1 3：single i tem 谐波显示界面 4：Dual i tem 谐波显示界面2.4.1谐波的项目设置2.4.2谐波的PLL 源和谐波次数的设置波形设置1：谐波显示界面21：谐波显示界面23．波形模式3.1测试项目设置1233.2采样频率设置3．数值模式和波形模式4. 转速、扭矩信号的设置15.屏幕保存（JPEG 格式）USB 盘插入→按键IMAGE SAVE注：屏幕左上角显示磁盘图标，显示保存中，不可拔除USB 盘6.WT Viewer 软件监控6.1软件安装准备默认安装“GPIB_driver ”GPIB 硬件驱动 和“WTViewer ”监控软件6.2软件设置步骤步骤1. WT3000设备开启 步骤2. WT Viewer 软件开启步骤3. 选择off-line 通讯模式并确认OK （见下图3）图表 2传输单元：GPIB 数据 图表 1：WT Viewer 软件 图表 3步骤4. 选择功率计型号WT3000并确认OK. （见下图4）步骤5.选择测试模式normal Mode 并确认OK. （见下图5） 、图表 5步骤6. 进入off-line 模式下的软件界面（见下图6）步骤7. 设置测试项目数和项目字体大小图表 4图表 6 1 32步骤8. 功率计WT3000上设置相关ITEM 项目（U/I/P 等）步骤9. 连接WT3000背部GPIB 的数据通讯线到PC 的USB 口步骤9. 软件下拉式菜单Communications/communications mode选择on-line步骤10. 选择GPIB 界面步骤11. GPIB 地址：勾选1步骤12. 再次选择on-line模式下的Normal mode步骤13.进入Online模式下的软件界面（WT3000本体进入Remote mode）步骤14. 设置CSV文件存放步骤15. 取消fast mode和auto naming的勾选步骤16. 点击界面中的项目变更设置步骤17. 点击软件中的积算start和stop步骤18. 点击软件中的数据下载start和stop注1：START ：软件开始自动采样数据注2：STOP ：软件技术采样数据步骤19. CSV格式数据保存。
功率分析仪基础-电压与电流测量
功率分析仪基础-电压与电流测量电压与电流测量是电子测量的基础，目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压、交直流电流信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
PA系列功率分析仪就是一种能够很好满足这一需求的测试仪器。
什么是电压电压是两点间电场强度的线积分，代表电场力对单位正电荷由场中一点移动到另一点所做的功。
电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
标量，符号“U”。
电压在国际单位制中的主单位是伏特（V），简称伏，用符号V表示。
1伏特等于对每1库仑的电荷做了1焦耳的功，即1V=1J/C。
强电压常用千伏(KV)为单位，弱小电压的单位可以用毫伏(mV)微伏(μv)。
它们之间的换算关系是：1kV=1000V；1V=1000mV；1mV=1000μV。
如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。
如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。
对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。
交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
电压可分为高电压，低电压和安全电压。
高低压的区别是：以电气设备的对地的电压值为依据的。
对地电压高于或等于1000伏的为高压。
对地电压小于1000伏的为低压。
其中安全电压指人体较长时间接触而不致发生触电危险的电压。
按照国家标《GB3805-83》安全电压规定了为防止触电事故而采用的，由特定电源供电的的电压系列。
我国对工频安全电压规定了以下五个等级，即42V，36V，24V，12V以及6V。
如何测量电压电压测量是电子测量的基础，传统测量仪器中，用于电压测量的仪表主要是数字万用表，但是数字万用表通常适用于直流或低频正弦波电压测量。
目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
8962A1 功率分析仪 使用说明书
8962A1 功率分析仪 使用说明书版本• V1.34青岛青智仪器有限公司地址：青岛市高新区宝源路780号联东U 谷A-8号楼东 电话：*************(多线)网址： Http ：//更多详细资料，例如通讯协议，上位机软件，请扫描下方二维码至公司网站技术资料中下载目录使用须知 (1)第一章各部件的名称和用途 (3)1.1 前后面板 (3)1.2 操作键 (4)第二章规格 (9)2.1 输入 (9)2.2 显示器 (9)2.3 本仪器可测量的项目 (10)2.4 外形尺寸 (12)2.5 精度 (13)第三章基本测量条件 (14)3.1接线方式与接线图（Wiring） (14)3.2 单独设置输入单元（Element Independent） (20)3.3 电压量程与电流量程（RANGE UP/DOWN） (21)3.4 外部电流传感器（EXT SENSOR; 选件） (24)3.5 使用VT或CT时的比例功能（SCALING） (25)3.6 效率公式（ηFormula） (29)3.7 峰值因数（Crest Factor） (30)3.8 同步源（SYNC SOURCE） (32)3.9 数据更新周期（UPDATE RATE） (33)3.10 平均（Averaging） (35)3.11 滤波器（FILTER） (37)3.12 保持测量值 (39)3.13 MEASURE功能 (40)3.14 显示仪表测量信息列表(INPUT INFO) (43)第四章谐波测量 (44)4.1 PLL源（PLL Source） (44)4.2 谐波次数（Min Order/Max Order） (45)4.3 失真因数运算公式（Thd Formula） (46)4.4 输入单元组（Element Settings） (47)4.5 反混淆滤波器 (48)第五章积分功率（瓦时） (49)5.1 积分相关显示指示 (49)5.2 独立积分 (50)5.3 积分条件 (51)5.4 开始、停止和重置积分 (55)第六章数值数据显示 (57)6.1显示格式（Numeric Form） (57)6.2显示页面（PAGE UP/PAGE DOWN） (60)6.34/8/16值的显示项目 (61)6.4矩阵/全部的显示项目 (62)6.5 谐波列表显示 (63)第七章波形显示 (64)7.1 显示格式 (64)7.2打开/关闭波形显示、设置垂直缩放系数和垂直位置 (67)第八章棒图显示 (69)8.1 棒图格式 (69)8.2 棒图的显示项目 (70)第九章趋势显示 (71)9.1 显示格式 (71)9.2 打开/关闭趋势显示、设置要显示的测量功能 (72)第十章矢量图显示 (73)10.1 显示格式 (73)10.2 设置要显示的单元和接线组 (73)第十一章分屏显示 (74)13.1 设置分屏显示 (74)第十二章接口 (75)12.1 通信接口 (75)第十三章其它功能 (77)13.1 查看系统信息（总览） (77)13.2 初始化设置 (77)13.3 系统配置菜单 (78)13.4 通讯设置 (79)13.5 按键保护 (80)第十四章电机测试 (81)14.1 启动测试 (81)14.2 堵转测试 (83)14.3 电压存储 (85)14.4 数据记录 (87)14.5 录波 (89)14.6 瞬态测试 (91)14.7 电机设置（选件） (95)附录1 测量功能的符号和求法 (101)常规测量功能 (101)谐波测量的测量功能 (104)如何实现精确测量 (105)发货清单 (106)使用须知感谢：欢迎选择青智仪器有限公司的产品，在本产品使用前请详细阅读本手册，以便于正确使用。
功率分析仪是什么
功率分析仪是什么功率分析仪是一种测量、分析和监控电力系统中各种电能参数的仪器设备。
它主要通过测量电流、电压和功率因数等参数，来评估电力质量、控制能效和故障诊断等功能。
功率分析仪的应用范围广泛，包括电力系统、工业生产、商业建筑、研究实验室等领域。
本文将深入介绍功率分析仪的原理、功能和应用。
一、功率分析仪的原理1.法拉第电流计算法：该方法通过测量电流瞬时值和频率来估算功率。
2.直流电桥原理：功率分析仪中的直流电桥利用电流与电压的比值来计算功率因数。
3.负载侧电流检测原理：该原理通过检测电流的时间波形来对功率进行测量。
4.时域、频域分析方法：通过相位角、谐波谱分析等方法来分析电能波形。
二、功率分析仪的功能1.电能参数测量：功率分析仪可以测量电流、电压、功率、功率因数、频率、电能等多种电能参数，以便进行电力质量评估和能源监测。
2.电能波形分析：功率分析仪可以通过测量电能波形的相位角、谐波分析等方法，评估电力质量问题，如谐波畸变、电压波动等。
3.故障诊断：功率分析仪可以对电力系统中的故障进行诊断，如短路、过载、接地故障等，以便及时进行修复和维护。
4.能效评估：功率分析仪可以评估电力系统的能效，帮助用户找出能源浪费和损失的问题，提高能效降低能耗。
5.数据记录和分析：功率分析仪可以记录和储存电能参数，以便进行后续的数据分析和报告生成。
三、功率分析仪的应用1.电力系统监控：功率分析仪可以监测电力系统中的电能参数，帮助维护人员及时发现电力质量问题，保障电力系统的稳定运行。
2.工业生产：功率分析仪可以帮助工厂管理者评估能源利用效率，提高生产线的能源管理水平，降低成本，提高利润。
3.商业建筑：功率分析仪可以对商业建筑中的能源利用情况进行监测，提高能效水平，节约能源和减少环境污染。
4.研究实验室：功率分析仪可以帮助研究人员在实验室中测量和分析电能参数，从而提高实验的准确性和可靠性。
综上所述，功率分析仪是一种用于测量、分析和监控电力系统中各种电能参数的仪器设备。
功率分析仪测试参数
功率分析仪测试参数功率分析仪测试参数功率分析仪测试参数主要包括电压、电流、功率、相位、位移因数、功率因数等。
1、电压、电流真有效值及有功功率测量真有效值是指电压电流的基波、直流分量、所有谐波及间谐波的有效值的方和根，为了区别于基波或某次谐波的有效值，有时称全波有效值。
有功功率是指直流分量、基波、谐波及间谐波的有功功率的算术和，为了区别于基波有功功率和谐波有功功率，有时称总有功功率。
为了与传统的基于检波法的功率表的数值形成对比，某些功率分析仪提供了电压、电流的校准平均值。
为了兼顾直流测量，某些功率分析仪还提供了电压、电流的算术平均值。
变频功率分析仪对交流电量提供了真有效值(rms)、校准平均值(mean)、基波有效值(h01)、算术平均值(avg)四种特征值测量模式;对直流电量提供了真有效值(rms)和算术平均值(avg)两种特征值测量模式。
此外，功率分析仪测试参数中还应提供与有功功率相关的功率因数。
注:对于非正弦电量测量，功率分析仪测试参数中有一个特别值得注意的参数。
在正弦电路中，功率因数等于相位差的余弦，一般用cosφ表示，而非正弦电路中，功率因数只能通过下述定义式获取: PF=P/S，PF为Power Factor的缩写，表示功率因数，P为有功功率，S为视在功率。
功率因数也常用λ表示。
非正弦电路中，cosφ称为位移因数，φ为基波(或特定次数的谐波)电压与基波(或特定次数的谐波)电流的相位差。
当φ为基波电压、电流相位差时，也称基波功率因数。
非正弦电路中，λ不等于cosφ，一般有λ小于cosφ。
2、电压、电流基波有效值及基波有功功率变频器输出电量谐波含量丰富，然而，对于电机而言，能够贡献转矩的主要是基波，因此，在电机试验中，基波有效值和基波有功功率是大部分试验的依据值，基波有效值和基波有功功率比真有效值更加重要。
基波功率因数(位移因数)等于基波有功功率与基波视在功率(基波电压电流有效值乘积)的比值。
横河 WT3000E高精度功率分析仪
此应用软件免费提供，可利用GP-IB、串口(RS232、/C2)、USB (/C12)或以太网(/C7)等通信接口，读取WT3000E的数值、波形和 谐波数据。
数值数据 可同时显示1至4个单元、ΣA运算和ΣB运算的电压、电流、功率 以及各种测量参数。
谐波测量 可用软件数值或图形显示高达100次的谐波测量结果，包括电压、 电流、功率和相位角等参数。(需要/G6选件)
fft数据长度9000fft处理字长32bits窗口功能矩形窗反混淆滤波器设置使用线路滤波器off500hz55khz50khzitestnet1616采样率采样频率窗口宽度和谐波分析次数的上限值pll同步法pll源的基波频率hz采样率相对fft数据长度的窗口宽度基波频率最大谐波分析次数1010020100409001010055750121007545020621503602562440150606211006015020外部采样时钟法pll源的基波频率hz采样率相对fft数据长度的窗口宽度基波频率最大谐波分析次100精度线路滤波器500hz打开时频率电压和电流功率01hz10hz读数的07量程的03读数的14量程的0410hz30hz读数的07量程的03读数的14量程的0430hz66hz读数的07量程的005读数的14量程的01线路滤波器55khz打开时频率电压和电流功率01hz10hz读数的025量程的03读数的05量程的0410hz30hz读数的025量程的03读数的05量程的0430hz66hz读数的03量程的005读数的045量程的0166hz440hz读数的06量程的005读数的12量程的01440hz1khz读数的1量程的005读数的2
用于电动汽车和调功器上的功率转换技术 对转换器的三相输入转成DC母线时的转换效率测量，以及把变频 器的DC母线转换为三相输出时的效率转换测量，都要求高精度和 同步测量。 测量超过30A输入时，2A输入单元可以跟交直流电流传感器一同使 用。 测量三相4线的三相输入/三相输出时，通过同步两台WT3000E主机 可以同时测量输入和输出。
RMS、MEAN、DC、RMN 4种模式详解
RMS、MEAN、DC、RMN 4种模式详解在工程师的日常测试中，有时会发现用万用表测试的结果与许多高精度的仪器测试的结果并不一致，工程师往往会陷入迷茫，到底哪个值才是正确的？原来，选择不同的测量模式，会导致结果大相径庭，本文将对最常见的4种测量模式进行解析，莫要傻傻分不清。
测试同样一个信号，不同的计算方式与测量模式将会得出完全不同的结果，最常用的4种测量模式包括：RMS（真有效值也称有效值或均方根值）、MEAN（校准到有效值的整流平均值也称校正平均值）、DC（简单平均值也称直流分量）、RMEAN（整流平均值也称平均值）。
每一种测量模式是怎么计算的，如何应用，本文将进行详细说明。
RMS（真有效值）真有效值是基本的也是最重要的测量方式，大多测试设备都是默认以真有效值为基础进行测量的。
真有效值简单而言即代表一交流电相当于直流电在单位时间内所做的功。
也就是真有效值为10V的交流电与10V的直流电对相同的负载在相同的时间下所做的功相同。
举个例子来说有一组100伏的电池组，每次供电10分钟之后停10分钟（模拟出交流信号），如果这组电池带动的是10Ω电阻，供电的10分钟内，产生的电流I=U/R=10A，功率P=U*I=1000W的功率，停电时电流和功率为零,那么在20分钟的其平均功率为500W。
这相当于多少V的直流电向10Ω电阻供电所产生的功率呢？通过公式P=U2/R推导，得出电压U等于70.71V，这个电压就是我们模拟的交流信号的真有效值。
真有效值的理论计算公式为，在仪器测量中，计算值是基于采样点计算得到，因此仪器中的真有效值的计算公式为：，因其计算过程为先平方，再求和，最后开根号，所以又称均方根值。
由公式可知采样点数N会直接影响结果的准确性。
平时我们用万用表、功率分析仪测试电压都采用RMS模式，对于工频情况下的规则正弦波而言，万用表与功率分析仪测试结果几乎没有区别，但是假如电压信号不是规则的正弦波或频率比较高时，万用表受限于其采样点数，其测试结果会出现明显偏差，这也是现在变频行业万用表测不准的原因所在。
3390功率分析仪使用教程
3390功率分析仪使用教程功率分析仪是一种测试仪器，用于测量电流、电压和功率等参数。
在工程领域中，功率分析仪广泛应用于评估电气设备的性能以及优化能源消耗。
以下是关于如何使用功率分析仪的简要教程。
1.了解功率分析仪的基本原理和功能功率分析仪可以通过测量电流和电压的波形，计算相应的功率。
它可以提供详细的电气参数，如电流、电压、功率因数、频率以及各种谐波分量等。
2.连接电路将功率分析仪正确地连接到待测电路上。
通常，功率分析仪需要与电源和负载设备连接，以便测量电流和电压。
根据所测电路的特点，选取相应的连接方式（如串联或并联连接）。
3.设置功率分析仪首先，通过功率分析仪的控制面板或者软件界面进行基本设置。
根据实际测试需要，输入电流和电压的量程以及采样频率等参数。
确保所选择的参数范围合适，以便正确地测量待测电路的功率。
4.进行测量启动功率分析仪，并观察测量结果的输出。
在测量过程中，跟踪显示功率分析仪采集到的电流和电压波形，并实时计算出功率。
大多数功率分析仪还可以提供图表显示功能，以进一步分析和研究测试结果。
5.记录和分析数据使用功率分析仪提供的数据记录功能将测量结果保存下来。
这些数据可以用于后期分析和评估电路的工作状态以及电气性能。
同时，可以使用功率分析仪的数据处理工具进行更深入的分析，比如计算总体能耗、寻找功率峰值等。
6.解释结果根据测试结果，分析功率分析仪所显示的电气参数数据。
例如，能够确定电路的功率因数是否合适，是否存在电压波形失真以及是否存在断相等问题。
通过解释测试结果，可以评估电气设备的性能并提出优化建议。
7.校准和维护定期检查和校准功率分析仪以确保测量结果的准确性。
可以参考功率分析仪的使用手册和相关的校准标准来执行校准工作。
此外，定期检查仪器的外观和连接线路，确保其正常运行。
总结：通过正确连接电路、设置功率分析仪，进行测量并记录数据，然后对结果进行解释分析，可以充分利用功率分析仪进行电路测试和性能评估。
功率分析仪基本功能有哪些？
功率分析仪基本功能有哪些？功率分析仪基本功能主要包括实现第二节所述功率分析仪测试参数的测量、计算和显示，从分析结果表达方式看，功率分析仪基本功能主要包括：1、常规测量功率分析仪测试参数主要包括传统功率表的测试参数：电压、电流、频率、功率、功率因数等，但是，测量功能比传统功率表强大，体现在同一测量参数可以采用多种特征值表现。
如电压、电流可以采用真有效值(rms)、校准平均值(mean)、基波有效值(h01)、算术平均值(avg)四种特征值。
而功率包括基波功率(h01)和总有功功率(avg)。
2、实时波形观测实时波形可以快的速度形象地了解未知的复杂信号，建立感性认识，许多时候还可以利用观测的波形进行故障诊断或干扰排除，实时波形属于时域分析。
3、谐波分析谐波分析属于频域分析方法，是包含多种频率成分的变频电量的基本分析方法，通常采用傅里叶变换实现复杂信号的分解。
目前大部分功率分析仪谐波分析次数在100次以内，部分进口功率分析仪可分析500次谐波。
实际上，对于电网谐波分析，50次就足够了。
而对于谐波分析仪，由于变频器的基波频率是变化的，且包含了高频的谐波，谐波与基波的频率比值可能达到2000以上，也就是谐波次数可能达到2000次甚至更高次（详见“适用变频器输入输出谐波检测的谐波分析仪”）。
除了谐波检测之外，基波也可以认为特殊的谐波（一次谐波），常规测量中的基波有效值及基波相位也是通过傅里叶变换获取。
电能质量分析中的各种表示谐波失真的特征值，也以傅里叶变换为基础。
4、平均或积分功能实际测量对象总是会出现不同程度的波动，对于能效计量检测等高精度试验，小的读数误差可能对结果造成较大的影响，为了获取能够代表波动读数的稳定值，且稳定值应能够代表实际信号的对结果的综合影响。
通常采取多点读数求平均或积分求平均等数值处理方式。
5、采集与记录功率分析仪测试或计算的参数较多，采集速度快，采集和记录几乎是所有功率分析仪必备的功能之一。
有功功率测量的基本方法
一0102二有功功率测量的基本方法简述 随着现代电力电子技术的高速发展，电压、电流的调制信号得到更广泛的应用。
面对越来越复杂的电信号，传统的有功功率测量方法已经难以满足其测量需求，本文根据有功功率测量基本方法及变频器应用介绍功率分析仪的有功功率测量原理。
有功功率测量方法正弦波有功功率算法 这种有功功率计算公式P=UIcosφ是在正弦电路技术上推导出来的，因此，只适用于正弦电路的有功功率测量。
这种测量方式通过有效值测量电路获取电压、电流值，通过相位测量电路测量电压、电流的相位差，再根据正弦电路有功功率计算公式P=UIcosφ计算获得有功功率。
由于相位测量电路通常采用过零检测法，而交流电零点附近不可避免会有一定的毛刺，因此，相位测量精度较低。
在低功率因数下的功率测量准确度亦较低，必须采用适用于低功率因数工况下的测试仪表才能有效保证有功功率测量准确度。
通用有功功率算法 通用有功功率计算定义为一个周期内瞬时功率积分的平均值。
采用模拟乘法器获取电压、电流的乘积，得到瞬时功率，再用固定的时间对瞬时功率进行积分，即可获得瞬时功率的平均值，也就是有功功率。
该方法适用任意波形电量的有功功率测量。
功率分析仪的有功功率测量基本原理 现今功率分析仪测量的基本原理为通用有功功率算法。
功率分析仪的每个测量通道，对输入的电流或者电压信号进行采样，对采样得到的数据按下列所示公式进行计算获取结果： 其中u(t)为更新周期内采集的电压信号数据(瞬时数据)，i(t)为更新周期内采集的电流信号数据(瞬时数据)，u(t)和i(t)为同一时刻的采样数据。
比如在变频器应用，变频器的主电路一般为“交直交”架构组成，在整流回路中一般接有大电容，输入电流的波形不是正弦波;在逆变输出回路中，输出电压信号是受PWM载波信号调整的波形，输入输出都不是标准的正弦波，含有较多的高次谐波分量，变频器典型的输入测波形如下： 对输入测得有功率，传统的计算公式为：P=Urms*Irms*cosφ。
解答功率分析仪与示波器之间的区别
解答功率分析仪与示波器之间的区别
关于功率分析仪与示波器之间存在着什幺样的区别，相信你也存在这样的疑问，下面就为大家讲解一下功率分析仪与示波器之间的区别。
首先功率分析仪没有死区时间，示波器有死区时间，这也是功率分析仪的采样率没有示波器高的原因，功率分析仪对于每一时刻的输入信号都进行计算，而示波器通过触发进行波形采集；其次示波器无法准确测量交流电功率，这是最大的区别，由于示波器采用电压探头、电流进行数据采集时，两个通
道间延时达到毫秒基本，相角误差较大，影响计算出来的功率因数；而功率分析仪的电压通道和电压通道之间有高速同步时钟，例如ZLG致远电子
PA6000功率分析仪的同步时钟高达100MHz，保证相位同步误差在10ms以内。
功率分析仪与示波器的区别还是很大的，示波器主要是用来分析波形细节，所以他的采样率很高，这样的话他的精度就会比较低；功率分析仪主要用于
功率分析，他是一种稳态的测试仪器，采样率不高，这样的话他测量电参数
的精度就会很高。
示波器的主要功能就是波形分析，它不能直接测量大电压，不能测量电流，如果需要测，那幺就需要使用高压差分探头和电流传感器，
功率分析仪可以测量大电压，部分功率分析仪还可以测量电流，可以计算功率、谐波等，这些都是示波器无法办到的。
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2.1 波形抽取方式
显示屏像素远小于一个更新周期的采样点数，无法完整体现细节。PA 功率分析仪提供 两种抽取方式：等间隔抽取、峰值抽取。
1. 等间隔抽取 PA8000 采样点 2M，显示点数 2k，实际显示的就是 1k 个点抽取一个，即显示第一个点， 第 1001 个点、2001 个点等，如图 2.2 所示。 2. 峰值抽取 PA8000 采样点有 2M，显示点数 2k，实际显示是 2k 个点抽取两个，0~2000 点之间找 最大和最小值，第二是 2001~4000 之间找最大和最小值，如图 2.2 所示。
EAMP 是 Exponential Average for Measuring Period 的缩写，翻译成汉语是测量区间指数 平均法，该方法对整个更新区间内的采样数据进行计算，得出测量值。该模式不需要设置同 步源。
两者主要的区别就是在数据计算的区间上。ASSP 依赖于同步源的信号周期，即取整周 期进行计算，需要对整个数据更新周期内的数据掐头去尾进行运算；EAMP 使用整个更新周 期的数据进行计算。两者之前的区别如图 1.1 所示。
请您用以上方式联系我们，我们会为您安排样机现场演示，感谢您对我公司产品的关注！
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图 1.1 数据更新周期和测量区间关系
当更新周期较小或者被测信号的频率较低的时候，准确测量被测信号的周期，取整周期 数据进行运算，可以保证测量结果更加稳定和准确。因为当数据更新周期较小的时候参与运 算的数据较少，此时如果不是完整周期进行运算，多余的数据对运算结果影响会较大。而对 于被测信号频率较低的时候，如果不使用同步源，则非常容易出现不完全的周期运算，结果 很容易出现较大的跳动。所以这种情况下选择 ASSP 模式进行测量，可以保证很好的稳定性。
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2. 随机采样
理解的运算区间后，我们再来看一起的采样，当仪器的采样率远大于输入信号频率时， 仪器将正常运算，这点不会有任何争议，但当仪器的采样率低于输入信号频率，包含在信号 中的高频成分将丢失。这时，根据 Nyquist 的采样定理，将出现仪器信号中的高频成分被误 处理成低频数据的现象，此现象称为混淆现象。Nyquist 定理在示波器等仪器上面需要满足， 但是对于功率分析仪这种分析稳态信号的仪器，不满足这个定理也可以进行准确测量，即使 用等效采样的概念进行采样运算，如图 2.1 所示。要求被测信号必须是稳定的周期信号，否 则测量结果会有相对较大的误差。所以功率分析仪是稳态测量仪器，瞬态分析能力较弱。
日期 2015/11/15 2017/09/20
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目录
1. 波形采样的计算方式区间.......................................................................................1
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波形采样
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图 1.2 交流变频器
对于变频器这种无法使用同步源选择测量区间的情况，则需要使用 EAMP 对整个更新 周期的数据进行运算，此方法不存在周期检测误差等因素，因此获得的测量值具有较高的稳
定性。运算公式如下：
������������
=
������������−1
+
X������
− ������������−1 A
Xn: 测量区间内第 n 次的采样数据。 Yn: 测量区间内第 n 次指数平均的输出值。 Yn-1: 测量区间内第 n-1 次指数平均的输出值。 A: 常数。
通过多重迭代该公式求取测量值，迭代的运算量较大，使用 FPGA 来完成计算处理。
深圳分公司
深圳市福田区深南中路 2072 号电子大厦 12 楼 电话：(0755)83640169 83783155
上海分公司：杭州
杭州市天目山路 217 号江南电子大厦 502 室 电话：(0571)89719491 89719493
武汉分公司
武汉市洪山区广埠屯珞瑜路 158 号 12128 室（华中 电脑数码市场） 电话：(027)87168497 87168397
但是对于有些情况下的测量，如交流变频器效率测量，其输入是单相交流信号，输出是 频率不同于输入的三相交流信号，如图 1.2 所示，这种情况下如果使用 ASSP 模式进行同步 源设置，两边如果选择同一个同步源，则一定会出现输入或者输出信号不是完整周期的情况， 如果分别选择同步源，则会出现输入和输出的计算区间不同、时间上不同步的现象，所以这 种情况下使用同步源进行整个周期同步测量时可能会出现效率测量结果不准确和跳动较大 的现象。
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功率分析仪
图 2.2 两种抽取方式示意图
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功率分析仪波形采样及计算
功率分析仪
AN01010101 V1.01 Date: 2017/09/20
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类别 关键词 摘要
内容 ASSP；EAMP；功率分析仪；波形采样
功率分析仪波形采样及计算
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修订历史
版本 V1.00 V1.01
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1. 波形采样的计算方式区间
功率分析仪采样的数据计算方式主要有两种：ASSP 和 EAMP。 ASSP 是 Average for the Synchronous Source Period 的缩写，翻译成汉语是同步源区间简 单平均法。该方法通过频率测量回路检测出设为同步源输入信号的周期，并将该周期的整数 倍区间设为测量区间，对测量区间内的采样数据进行简单平均运算，使用各种运算公式计算 得出最终的测量结果。它需要设定同步源，也需要正确检测出设为同步源信号的周期，否则 可能会出现测量不稳定，或者不准确的现象。
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图 2.1 采样混淆
当被测信号频率和采样率之间是整数倍关系的情况下，则对于整个更新周期内，采样率 都是固定出现在被测信号的固定位置上，采样获取被测信号的信息量是很有限的一部分，无 法获取被测信号的全部信息，结果就会出现测量不准确和跳动的现象。当采样率和被测信号 之间无整数倍关系时，采样点会按照每个周期的时间累积等概率的出现在被测信号的全部波 形上，则可以获取被测信号的全部有效信息，从而计算得出被测信号的准确的测量结果。
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2. 随机采样...................................................................................................................3
2.1
波形抽取方式 ........................................................................................................... 3