功率计和功率传感器工作原理
测功机原理
测功机原理
测功机是一种用于测量机械设备功率输出的设备，它可以通过测量扭矩和转速来计算出机械设备的功率输出。
测功机的工作原理主要包括传感器测量、数据采集和数据处理三个部分。
首先，测功机通过安装在机械设备上的传感器来实时测量设备的扭矩和转速。
传感器可以采用多种原理，如应变片传感器、电磁感应传感器等。
当机械设备运转时，传感器会实时采集扭矩和转速的数据，并将数据传输给数据采集系统。
其次，数据采集系统会接收传感器传输过来的扭矩和转速数据，并将其转化为数字信号进行处理。
数据采集系统通常包括模数转换器、滤波器和放大器等组件，用于对传感器采集到的模拟信号进行数字化处理，以便后续的数据分析和计算。
最后，经过数据采集系统处理后的数字信号会被传输给数据处理系统进行进一步的计算和分析。
数据处理系统会根据传感器采集到的扭矩和转速数据，利用相关的功率计算公式来计算出机械设备的功率输出。
同时，数据处理系统还可以对功率输出进行实时监测和记录，以便后续的数据分析和报告生成。
总的来说，测功机的工作原理是通过传感器测量扭矩和转速，数据采集系统进行信号处理，数据处理系统进行功率计算和数据分析，最终实现对机械设备功率输出的准确测量和监测。
测功机在工程领域具有广泛的应用，可以帮助工程师和研究人员对机械设备的性能进行评估和优化，为机械设备的设计和改进提供重要的参考数据。
测功机工作原理
测功机工作原理
测功机是一种用于测量发动机输出功率的设备。
它的工作原理基于负载和测量两个主要部分。
负载部分是由电阻器构成的负载电路。
这个电阻器充当负载，模拟真实工作条件下的负荷。
在负载部分，通过调节电阻的大小可以模拟不同负载情况，以便对发动机在不同工况下的工作性能进行测试。
测量部分通过传感器将发动机输出的功率信号转换成电信号。
传感器可以是转速传感器、扭矩传感器等，它们能够测量转速、扭矩等参数。
这些传感器将测量到的参数转化为电信号，并传给测功机的测量部分。
在测量部分，测功机会将测量到的电信号进行信号处理和计算。
通过对电信号进行滤波、放大、数字化等处理，得出发动机的功率输出。
通过与负载部分联动，测功机能够在不同工况下实时监测发动机的输出功率，包括最大功率、持续功率、短时爆发功率等指标。
通过不断调整负载电路，并实时监测发动机输出功率的变化，测功机可以绘制出发动机的功率曲线图。
这个曲线图反映了发动机在不同转速和负荷下的工作状态，对于评估发动机性能和调整发动机参数非常重要。
综上所述，测功机通过负载和测量两个主要部分，实现对发动机输出功率的测量和评估。
它的工作原理是通过模拟负载和测
量传感器，结合信号处理和计算，获得发动机在不同工况下的功率输出情况。
常用传感器工作原理(霍尔式)
3.9 霍尔式传感器
霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种磁 敏式传感器，一般由锗、硅、锑化铟、砷化铟等半导体材料 制成。
它可以直接测量磁场及微位移量，已经广泛应用于电磁、压 力、加速度、振动等的测量领域。 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，正 越来越受到人们的重视，应用日益广泛。
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IH
a）恒流源供电和输入回路并联电阻
IR
设在某基准温度 T0 时，有
r
I I H 0 I R0
I H 0 r0 I R 0 R0
当温度上升为 T 时，
IH 0
R0 R0 r0
I
R
U H 0 KH 0 I H 0 B
R0 (1 T ) r0 (1 T ) R0 (1 T )
令
dU HT d T
0有R0 Nhomakorabea
r0
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5）霍尔元件测量电路
基本测量电路
为了获得较大的霍尔输出，可采用输出叠加的连接方式 图 (a)为直流供电情况，图 (b)为交流供电情况 。
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实用测量电路
霍尔元件的输出霍尔电势较小，一般在毫伏级，因此在利用霍尔元件制 作霍尔传感器时，必须在霍尔元件的输出端接入放大测量电路。 目前霍尔传感器都已集成化，即把霍尔元件、放大器、温度补偿电路及 稳压电源或恒流电源等集成在一个芯片上，由于其外形与集成电路相同， 故又称霍尔集成电路。 此时，根据输出信号的形式，可以分为开关型霍尔传感器和线性霍尔传 感器两种类型。
I nq0vbh
U H IB n q 0 h
v I n q0b h
(N型)
n—N型半导体 中的电子浓度
功率计和功率传感器工作原理
功率计和功率传感器工作原理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。
图1 功率测量仪器的组成按功率传感器技术类型，可把功率计分为3类：热敏电阻型功率计，热电偶型功率计和晶体检波式功率计。
热敏电阻型功率计使用热敏电阻做功率传感元件。
热敏电阻值的温度系数较大，被测信号的功率被热敏电阻吸收后产生热量，使其自身温度升高，电阻值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。
热电偶型功率计则是利用热电偶型功率计中的热偶结直接吸收高频信号功率，结点温度升高，产生温差电势，电势的大小正比于吸收的高频功率值，进行功率测量。
晶体检波式功率计使用晶体二极管检波器将高频信号变换为低频或直流电信号。
适当选择工作点，使检波器输出信号的幅度正比于高频信号的功率。
1.热敏电阻功率传感器和功率计热敏电阻是一种由金属氧化物的化合物制成的电阻器，随温度呈现大的电阻变化。
若将热敏电阻用于形成功率传感器的终端，则它的电阻将随外加功率引起的温升而变。
图2说明了热敏电阻功率计的基本原理。
图2（a）的电路表明对于射频输入端上出现的信号，两个热敏电阻如何被布置成并联以及如何与功率计相串联。
功率计的连接跨接在射频旁路电容器两端，以避免热敏电阻那边的射频泄露。
图2 热敏电阻功率计的基本工作原理（（a)热敏电阻功率传感器；（b）自动平衡电桥）功率计利用称为自动平衡电桥的电路，该电路提供将热敏电阻阻值RT维持恒定在R值上的直流偏置功率。
若热敏电阻上的射频功率增加，则电桥使偏置功率减小一个相类似的量。
射频功率降低则引起电桥增加偏置功率，使热敏电阻维持恒定的电阻。
功率计内的辅助电路对直流功率的这个变化进行处理，以获得功率读数。
激光功率计原理
激光功率计原理激光功率计是一种用来测量激光输出功率的仪器，广泛应用于激光科学、医学、工业等领域。
其原理基于热效应。
本文将就激光功率计的原理进行详细阐述。
1、激光功率计的基本原理激光功率计的基本原理是将激光能量转化为电信号，然后通过电信号来计算激光功率。
其一般分为两类：热效应式功率计和光学式功率计。
其中热效应式功率计是最常见的一种，它的基本原理是将激光束引导到一个吸收能量的元件上，产生热能，并通过测量产生的温度变化来计算激光功率的大小。
2、激光功率计的热效应原理热效应功率计通过激光束的吸收，产生热能使其温度发生变化，从而改变其电学特性，例如电阻值、电容等。
当激光束通过吸收元件时，元件内部的温度会升高，导致元件的电学性能发生变化，从而改变元件的电阻值或电容值。
因此，通过测量该变化，可以计算出激光功率的大小。
3、热效应功率计的元件种类热效应功率计的元件种类繁多，根据激光的波长和功率级别，选择不同的元件可以更好地适应测试需求。
3.1、表面吸收型功率计表面吸收型功率计通常是一种金属导电材料，例如铂电阻、钨电阻等。
激光束穿过元件时被吸收，产生热能，导致电阻值的变化，从而测量激光功率。
3.2、体积吸收型功率计体积吸收型功率计一般是一种玻璃或陶瓷材料，容易吸收激光能量，产生越来越高的温度，从而扩散到周围，并通过热传导扩散到功率计的表面。
通过测量温度变化来计算激光功率。
4、光学式功率计的原理与热效应式功率计不同，光学式功率计通过测量激光束经过传感器时的光强度变化来计算激光功率。
光学式功率计的传感器通常使用各类敏感元件，例如硅光电传感器、红外传感器等等。
直接测量激光的光能，然后通过功率与光能的关系可以计算出激光功率。
5、总结综上所述，激光功率计通过测量激光束在吸收元件上产生的热效应或光学光强度变化来计算其输出功率。
在测试激光系统或者对激光器进行性能测试的过程中，可以选择适当的激光功率计来确保系统的稳定性和精度。
因此，激光功率计在如今激光应用领域已经不可或缺，它在激光科学、医学、工业制造等领域中发挥着十分重要的作用。
美国DIRD功率传感器工作原理
美国DIRD功率传感器工作原理美国DIRD具有成本效益的射频功率传感器解决方案，用于维护关键的射频系统,4020系列定向RF功率传感器是用于维护关键RF系统的经济高效的解决方案。
只需5种型号即可覆盖100 kHz至3 GHz的频率范围以及300 mW-10 kW的功率范围。
满量程精度±3％，适用于需要精确的正向和反射功率测量的应用。
使用行业标准的Bird®4421多功能功率计可直接插入操作,低插入损耗。
DIRD功率传感器是一种既能测量有功/无功功率，又能计量有功/无功电能的具有双重功能的仪表。
传感器是一种能将被测有功功率和无功功率转换成直流输出的仪器，其转换成的直流电流或电压为线性比例输出，并能反映出被测功率在线路中的传输方向。
它们适用于各种单、三相（平衡或不平衡）线路，配以适当的指示仪表或装置，可广泛地应用发电厂和输变电系统及其它对功率测量要求较高的场所。
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。
进口DIRD功率传感器采用专用的功率变换电路把交流功率信号变换成与之线性关系的标准直流电流电压信号，再经有源滤波线性放大输出恒流或恒压模拟量，使变送器具有高精度、工作稳定等特点，输出为恒流或恒信号。
同时还可以把功率信号以脉冲输出。
只需要对该脉冲记数就可得电度值，因此，KCE-P/Q送器还具有使用方便、性价比高等到特点该传感器用于测量各种特性负载的单相、三相有功功率或无功功率的测量变换。
注意事项美国DIRD功率传感器 - 模拟量输出输入、输出、电源三端口相互隔离。
线性度好，精度高。
自动校零及优良的温度特性，保证仪器长期工作稳定性，使变送器免于定期校验。
所在参数均采用数字化校准。
摒弃了常规电位器模拟调整，简化了硬件电路，提高整机可靠性和稳定性。
完善的电磁兼容设计，具有极强的抗电磁干扰能力。
全面采用SMT器件，使产品具有体积小，功耗小，重量轻的优点。
功率计的操作如何 功率计是如何工作的
功率计的操作如何功率计是如何工作的功率计是测量电信号有功功率的仪表。
功率是表征电信号特性的一个紧要参数。
在直流和低频范围，可以便利的测量负载上的电压有效值V、流过负载的电流有效值I及功率计是测量电信号有功功率的仪表。
功率是表征电信号特性的一个紧要参数。
在直流和低频范围，可以便利的测量负载上的电压有效值V、流过负载的电流有效值I及电压与电流之间的相位角，用下式计算功率值。
功率范围保证测量精度的可测功率最大值和最小值范围。
功率计的功率范围决议于功率探头。
最大允许功率探头不被损坏的最大输入功率值，通常指平均功率。
在测量大功率峰值信号时，注意峰值电压不能超过确定值，否则造成电压击穿。
使用功率计时确定不能测量大于允许功率值的信号，否则会造成功率探头烧毁。
频率范围能保证测量精度和性能指标的被测信号的频率范围。
测量精度指功率探头校准修正后的精度。
不包括测试系统的失配误差。
稳定性功率计的稳定性取决于功率探头的稳定性和指示器的零漂及噪声干扰。
响应时间也称功率传感元件的时间常数。
通常指功率指示器上升到稳定值的64%所需的时间。
探头的型号、阻抗选用功率计探头时，功率探头的使用频率、功率范围必需与被测信号一致，探头传输线的结构和阻抗应与被测传输线相互匹配。
操作步骤将探头和主机通过电缆连接开机预热后将探头接到主机校准源，按校准键校准校准结束后将探头取下，置入测试点频率进行测量注意事项使用前注意功率计和被测信号共地注意探头方向和量程的选择勿将功率计本该接天线的端口接在设备的射频发射端，简单烧毁功率计测量前注意利用校准源校准使用功率计时频率和被测频率应一致当测量功率小于—50dBm时应在测试前校零—专业分析仪器服务平台,试验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣扬媒体。
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测功机工作原理
测功机工作原理测功机是一种用于测量动力、扭矩、转速和输出功率的机器，它的主要工作原理是根据扭矩和转速的测量值计算出输出功率。
本文将详细介绍测功机的工作原理。
1. 转子和负载在测功机的工作原理中，转子是一个非常关键的组成部分。
转子是一个旋转的部件，由电机和机械构件组成，它与负载相连。
负载通常是一个具有可调的阻力的旋转装置，可以模拟真实的工作环境。
测功机的系统将负载与转子之间的扭矩转换为数字信号，并利用这些信号来计算输出功率和扭矩。
2. 传感器传感器是另一个重要的部分，用于测量负载和转子之间的扭矩。
传感器通常是电子式的、电磁式的或机械式的。
电子式传感器使用电子晶体管来转换扭矩数据为电信号，而机械式传感器则是将扭矩转换为机械变量。
传感器的质量和准确性是测功机的精度和可靠性的关键。
3. 转速传感器除了传感器之外，测功机还需要一个转速传感器来测量旋转的转子的速度。
转速传感器通常是用光、磁、电传感器等技术来实现的，能够测量转子的转速，并发送数据到控制软件中。
4. 控制软件控制软件是测功机的另一个重要组成部分，用于读取和处理数据，计算输出功率和扭矩。
控制软件包括存储器、中央处理器和输入/输出器等组成部分。
它能够实时监测负载和转子的状态，并向机器操作员提供必要的数据和计算结果。
5. 线控系统为了便于操作和自动化控制，测功机通常配备了一个线控系统。
线控系统可以通过有线或无线方式与控制软件进行通信，可实现对转速和扭矩的实时监测和调整。
6. 数据记录与分析系统除了上述主要组成部分外，一些现代化的测功机配备了数据记录与分析系统。
数据记录与分析系统能够记录实验数据、存储数据和自动化数据分析。
这些系统能够在测量结束后快速、自动地生成数据报告，为后续的分析工作提供方便。
综上所述，测功机的工作原理主要包括转子和负载、传感器、控制软件、线控系统和数据记录与分析系统等组成部分。
这些组成部分是相互联系的，相互作用的。
只有当这些组成部分在理想条件下协同工作时，测功机才能够获得准确的测量数据，有效地满足测试和研究的需要。
瓦特功率计
瓦特功率计瓦特功率计（Wattmeter）是一种用于测量电路的功率量的仪表设备，通常用于直流和交流电路中。
瓦特功率计通过对电流和电压进行测试，得出电路中的实际功率值。
本文将简要介绍瓦特功率计的原理和使用方法。
原理瓦特功率计的基本原理是通过测量电流和电压的乘积来确定电路的功率，其常见的类型为专用仪表式瓦特表和电流表和电压表组合的通用瓦特表。
瓦特（Watt）是一个国际单位制（SI）的功率单位，表示每秒的能量转化速率。
专用仪表式瓦特表是一种独立的仪器，用于测量已知电流和电压条件下的功率值。
它的主要组成部分包括电流线圈、电压线圈、两个电路式样以及各种短路电阻和调节电阻。
电流线圈和电压线圈都由铁磁材料制成，将电流和电压的移相角度调整在磁通量的最大交错时刻，然后测量两个线圈之间磁通量的平均值，根据电路公式计算出功率值。
通用瓦特表采用多极小电机或晶体管放大器，将电流和电压分别放大，然后通过测量两个信号相乘的平均值来计算功率。
通用瓦特表通常还配备了稳压电源、电壳短路保护等辅助电路。
使用方法使用瓦特功率计前，需要清除仪表内部的磁场。
然后根据测量需要选择通用瓦特表或专用仪表式瓦特表进行测量，并按照正确的步骤接线。
对于交流电路，应在电压表和电流表之间串联并联电容消除相位差。
使用瓦特功率计时，需要注意以下几个问题：1.精度：选择合适的功率量程并保证仪表的准确度。
2.载波电流：如果需要测量载波电流，则需要进行调制解调器的调整。
3.相位校正：测量时需要进行相位校正。
4.仪表调校：在使用前需要对仪表进行调校。
总之，正确选择适合的仪表工作范围，并进行正确的仪表调校和接线，是获得准确功率值的关键。
结论瓦特功率计作为一种广泛使用的电路测试仪器，其基本原理和使用方法比较简单，但是需要注意一些细节问题，以保证测量值的准确性。
同时，不同种类的瓦特功率计具有不同的特点和适用范围，使用者应该根据测量需求选择适合的瓦特功率计进行使用。
功率计和功率传感器
MCPA’s
Pulsed Comp Test
EPM 系列
Sat Comms
802.11a/b/g product & component design &
manufacturing
宽频带通讯 其他
Point-to-point radio, Digital TV,
WiMAX (LMDS, MMIC
MMDS 1
平均功率计
新一代 EPM
N432热敏电阻
系列平均功率计 平均功率计
峰值及平均功率计
EPM-P 系列
P-Series P-系列
P-Series (LXI)
•U2000A •U2001A •U2002A •U2004A •U2000B •U2001B •U2000H •U2001H •U2002H
• N1913A N1914A
议程
• 安捷伦的射频微波功率计和传感器的产品组合 • 市场细分 • 典型功率测量的种类 • 功率传感器技术概述 • 功率计和功率传感器组合的匹配 • 客户应用个案 • 为何选择安捷伦的射频微波功率计和传感器？ • 答问时间
9
Type of Power Measurement
平均功率 脉冲功率 峰值包功率
5k
7.5k
N432热敏电阻 平均功率计
•测试平均功率 •多用作校准标准
10k
价格
(美元)
15k
安捷伦功率传感器家族
P-系列功率传感器 - 二极管技术 N192XA: 功率的峰值和平均值测试；由 50 MHz 致40 GHz; 30 MHz视频带宽。
E-系列功率传感器 - 二极管技术 E441X: 动态范围 90 dB ; 正弦 波讯号。 E9300:动态范围 80 dB; 任何讯号的功率平均值测试， 带宽没有限制。 E9320: 功率的峰值和平均值测试，频率由50 MHz致 18 GHz; 5 MHz视频带宽。
光功率计的原理及应用
光功率计的原理及应用1.引言1.1 概述光功率计是一种用于测量光信号功率的精密仪器，广泛应用于光通信、光纤传感等领域。
随着光通信技术的快速发展，对光功率计的需求也日益增加。
本文旨在介绍光功率计的原理及其在实际应用中的重要性。
概述部分将从整体上对光功率计进行简要介绍，包括其基本概念、工作原理和使用范围。
首先，我们将简要解释光功率计是什么，它的作用是什么。
简单来说，光功率计是一种测量光信号输出功率的仪器，可以衡量光功率的大小。
光功率是指光信号每秒传输的能量，单位通常为瓦特（W）或分贝（dBm）。
光功率的准确测量对于光纤通信和光电器件的性能评估具有重要意义。
接下来，我们将探讨光功率计的工作原理。
光功率计的核心组成部分是光电探测器和信号处理电路。
光电探测器将光信号转换为电信号，并经过信号处理电路后输出对应的数字或模拟信号。
根据不同的工作原理，光功率计可分为热释电型、光电二极管型和光纤型等。
每种类型的光功率计都有其独特的优势和适用场景。
最后，我们将探讨光功率计的应用范围。
光功率计广泛应用于光通信、光纤传感、医疗、科研等领域。
在光通信中，光功率计可以用于光纤连接的检测和监控，确保光信号的质量和稳定性。
在光纤传感中，光功率计可以用于测量光纤传感器的输出信号，评估传感器的性能。
在医疗领域，光功率计可用于激光治疗设备的功率监测和控制。
在科研中，光功率计被广泛应用于光学实验室中的光功率测量和光学元件的性能测试等方面。
总之，光功率计作为一种重要的测量仪器，在光通信、光纤传感、医疗和科研领域发挥着重要的作用。
了解光功率计的原理及其在实际应用中的重要性是我们深入了解光学技术的基础。
接下来，我们将详细介绍光功率计的原理和具体应用。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构是指整篇文章的组织方式和框架，它对于读者来说非常重要，可以帮助读者更好地理解和掌握文章的内容。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要介绍了本文所要讨论的主题——光功率计的原理及应用，并对这一主题进行概述。
激光功率计原理
激光功率计原理激光功率计是一种用于测量激光器输出功率的仪器，它在激光技术领域具有重要的应用价值。
激光功率计的工作原理主要基于光电效应和能量转换原理，下面将详细介绍激光功率计的原理和工作过程。
首先，激光功率计的核心部件是光电探测器，它能够将激光能量转换为电信号。
当激光束照射到光电探测器上时，光子的能量被吸收，产生电子-空穴对，从而产生电流。
通过测量这个电流的大小，就可以确定激光的功率。
光电探测器通常采用光电二极管或者光电倍增管，具有高灵敏度和快速响应的特点。
其次，激光功率计还需要考虑激光的波长特性。
不同波长的激光对光电探测器的响应是不同的，因此在测量功率时需要对激光的波长进行校正。
一般来说，激光功率计会配备一个波长校正器，用于对不同波长的激光进行校准，确保测量结果的准确性。
另外，激光功率计还需要考虑激光的空间分布特性。
由于激光束的空间分布不均匀，因此在测量功率时需要考虑激光束的大小和形状。
一般来说，激光功率计会采用一定的光学装置，如聚焦镜或者光阑，用于调整激光束的大小和形状，以确保测量结果的准确性。
最后，激光功率计的原理还涉及到能量转换和信号处理。
光电探测器产生的电信号需要经过放大、滤波和数字化处理，最终转化为激光的功率值。
这一过程需要考虑信噪比、动态范围和测量速度等因素，以确保测量结果的准确性和稳定性。
总之，激光功率计的原理涉及光电效应、能量转换和信号处理等多个方面，需要综合考虑激光的波长、空间分布和能量特性，以确保测量结果的准确性和稳定性。
随着激光技术的不断发展，激光功率计在激光器研发、生产和应用过程中发挥着越来越重要的作用，对于推动激光技术的进步具有重要意义。
Model5000功率计(介绍及操作)
2、读数 按液晶屏上显示的正向功率 和反向功率所对应的键，可以 读到不同单位时的正反向功率 数值。
功率计测量注意事项
• 设置的功率范围不得小于实际功率值； • 正反向功率探头不可装反； • 腔体与被测对象的连接要注意输入/输出口； 以上注意事项非常重要，否则探头有可能被烧毁。
谢 谢！
Model 5000EX常用探头
功率范围 400 – 1000 MHz 1700 – 1990 MHz 1900 – 2200 MHz
正向功率范围 1.25 - 50 W 1.25 - 50 W 1.25 - 50 W
反向功率范围 0.125 - 5 W 0.125 - 5 W 0.125 - 5 W
测量模式 •真平均功率
•平均突发功率
•峰值功率 •峰值因子 •CCDF
鸟牌 Model 5000EX通过式数字功率计
Model 5000EX 系统框图
蜂窝基站
天馈线
•Model 5000EX 通过式数字功率计通过‘在线’测量，
测量系统的实际工作时的发射功率，不会影响基站的实 际工作
•如果需要测量基站的额定功率，可将功率计的输出端接
Model 5000 EX特点（三）
电源：
可充镍氢电池，或通过电源适配器交流供电
电池寿命：
工作温度： 存储温度： 湿度： 操作高度： 电磁兼容性： 杂散： 抗干扰： 安全性：
每次充电至少可用100小时
- 10－50摄氏度（包括功率计和传感器） - 40－75摄氏度（包括功率计和传感器） 95%±5% 遵从MIL-T28800D Class 3标准 最高4570m 遵从规程92/31/EEC EN-55011，CLASS B EN-50082（10V/m处） 遵从规程EN-61010，73/23/EEC和93/68/EEC
激光功率计原理
激光功率计原理激光功率计是一种用于测量激光器输出功率的仪器，它在激光技术和光学领域中具有重要的应用价值。
激光功率计的原理是基于光学吸收和热学效应的基础上，通过测量光束吸收能量的方式来确定激光器输出的功率。
在本文中，我们将深入探讨激光功率计的原理及其工作原理。
激光功率计的工作原理主要包括两个方面，光学吸收和热学效应。
首先，当激光束通过功率计的探测器时，探测器会吸收光束的能量。
其次，吸收的能量会转化为热量，导致探测器温度升高。
通过测量探测器温度的变化，可以确定激光束的功率大小。
这就是激光功率计的基本工作原理。
在实际应用中，激光功率计通常采用热传导或热辐射的方式来测量探测器温度的变化。
热传导式功率计通过将光束能量转化为热量，再通过热传导的方式传递到探测器表面，最终测量探测器温度的变化来确定激光功率。
而热辐射式功率计则是通过将光束能量转化为热量，然后以辐射的方式传递到探测器表面，再测量探测器表面的辐射强度来确定激光功率。
除了热学效应，激光功率计还利用了光学吸收效应。
当激光束通过功率计的探测器时，探测器会吸收光束的能量，从而导致探测器温度的变化。
通过测量探测器温度的变化，可以确定激光束的功率大小。
因此，光学吸收效应是激光功率计工作原理中至关重要的一部分。
总的来说，激光功率计的原理是基于光学吸收和热学效应的基础上，通过测量光束吸收能量的方式来确定激光器输出的功率。
在实际应用中，热传导和热辐射是常用的测量探测器温度变化的方式。
同时，光学吸收效应也是激光功率计工作原理中不可或缺的一部分。
总结一下，激光功率计的原理是相当复杂的，涉及到光学吸收和热学效应等多个方面。
通过对这些原理的深入理解，可以更好地应用激光功率计，从而推动激光技术和光学领域的发展。
希望本文能够对激光功率计的原理有所帮助，谢谢阅读！。
安捷伦功率计使用说明
安捷伦功率计使用说明
功率计是什幺
功率计是测量电信号有功功率的仪表。
功率是表征电信号特性的一个重要参数。
在直流和低频范围，可以方便的测量负载上的电压有效值V、流过负载的电流有效值I及电压与电流之间的相位角，用下式计算功率值。
功率计的组成
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。
功率计的度量单位
功率定义为单位时间内所做的功。
基本单位为瓦（W），1W等于在1秒内做1焦耳的功。
常用的功率单位还有兆瓦（1MW=10 W）、千瓦
（1KW=10 W）、毫瓦（1mW=10-3W）、微瓦（1μW=10-6W）、皮瓦
（1Pw=10-12W）。
测定功率的原理
测定功率的原理
测定功率的原理基于能量转化和电压电流之间的关系。
根据电功率公式P=VI，功率可以通过测量电压和电流来计算。
测量电压通常使用电压表或示波器等工具。
电压表将并联在电路中，测量电源和电路之间的电势差。
示波器通过显示电压随时间的变化情况，可以获取电压的幅值和频率等信息。
测量电流通常使用电流表或电阻的电压降测量法。
电流表通过串联在电路中，测量电流的大小。
电阻的电压降测量法是通过测量两个电阻器之间的电压差来计算电流。
在测量过程中，需要确保测量的电压和电流是准确和稳定的。
通常会使用专业的测量设备和合适的测量范围，以减小误差和增加精度。
一旦获取了电压和电流的数值，就可以计算功率。
如果是直流电路，则可以直接使用P=VI计算功率。
对于交流电路，则需
要考虑电压和电流之间的相位差，使用复功率公式P=VI*cosθ，其中θ是相位角。
总之，测定功率的原理是基于电压和电流之间的关系，通过测量电压和电流的数值，利用功率公式计算得出功率值。
热电式光功率计
热电式光功率计
热电式光功率计是一种用于测量光功率的仪器，它通过将光信号转换为热电信号来测量光功率。
热电式光功率计的原理是基于珀尔帖效应，即当有电流通过两种不同金属的接合处时，会在接合处产生一个温差，这个温差与通过的电流成正比。
热电式光功率计通常由探测器、放大器、温度补偿电路、指示器等部分组成。
探测器将接收到的光信号转换为热电信号，放大器将热电信号放大，温度补偿电路用于补偿环境温度的变化，指示器用于显示光功率的大小。
热电式光功率计具有精度高、稳定性好、响应速度快等优点，但它也存在一些缺点，如灵敏度较低、测量范围有限等。
因此，在实际应用中，需要根据具体的测量需求选择合适的光功率计。
功率的测量原理
2
N
N -1
（5）
有功功率：
P
U i Ii
i 0
N
（6）
公式（4） 、 （5） 、 （4）就是通过采样的输入信号直接计算出来的功率参数。为了更好评 价负载的功耗指标， 光有这个三个参数还不足够。 下面进一步给出其他功率测量参数的推演。
1.3
间接计算的功率参数
根据 IEEE-100 定义： 视在功率： S 无功功率： Q 功率因素： PF
1.4
平均功率的测量
公式（6）计算的有功功率是在一段时间内测量得出的结果，该值一般代表了功率计在 更新显示周期内的测量值。那么对于那些工作不是一直在稳态的电器设备（如：电烙铁、烫 发器） ，我们如何测量器功率呢？这里就需要用均功率来表示。 平均功率： P
1
T
T
pdt
0
（10）
显然， 平均功率是指从某个开始开始， 到当前读数时刻的瞬时测量功率积分与测量时间 产品应用笔记
VI
S2 - P 2
（7） （8）
P S
（9）
公式（7） 、 （8） 、 （9）是根据前面的测量结果进一步计算而来。特别是功率因数，其衡 量了负载吸收的功率与供电电源可以提供的功率之比。 因此， 在很多应用不光是看功率测量 值是否满足要求，同时还需要看功率因数是否达到一定的指标。 在一些特殊的场合， 电流含谐波成分较多。 这时候不同品牌的功率计测量的功率因数不 同，但是测量功率结果是一致的。就是因为电流含谐波成分较多之后，对于带宽较高的功率 计，其测量电流值会偏大，最后导致功率因数偏小（因为视在功率偏大） ；而测量带宽较低 的功率计， 由于硬件过滤了部分高频谐波， 测量电流结果会偏小， 导致测量功率因数偏大 （因 为视在功率偏小） 。所以，在使用选择功率计的时候要注意性能参数。 PA310 具备 300KHz 的测量带宽，500Hkz 的采样频率。同时提供 500Hz 硬件滤波器、 5KHz、10KHz 数字绿波，以满足不同测试标准的需求。
远方数字功率计
远方数字功率计概述远方数字功率计是一种用于测量电路中功率的仪器。
它以数字方式显示功率值，能够方便快捷地测量功率参数。
远方数字功率计广泛应用于工业、电力、航空航天、通信、野外等领域，是电路测试领域中的重要设备。
结构与工作原理远方数字功率计主要由输入电缆、显示屏、数字处理芯片、功率计芯片、电源等组成。
输入电缆将电路信号接入功率计芯片，功率计芯片进行功率计算并通过数字处理芯片转换成数字信号，最后在显示屏上显示功率数值。
远方数字功率计的工作原理可简述为：在测量电路中加入一个测量负载，再将测量负载与功率计相连，电路中的功率被测量负载吸收，功率计通过采集电路上的电压和电流来计算功率值。
优势相比于传统功率计，远方数字功率计具有以下优势：1.数字显示，测量结果更加准确；2.体积小，易于携带和安装；3.自动校准功能，保证测量精度；4.宽电源电压范围，适应不同的电路测试需求。
适用场景远方数字功率计适用于以下场景：1.电力行业：用于测量电站、变电站、输变电线路以及各类电气设备的功率。
2.工业生产：用于检测电机、电器等设备的功率，保证工业生产安全和稳定。
3.通信行业：用于测试传输设备、天馈线的功率、损耗等参数，以便调整各项参数。
4.航空航天：用于测试航空器、火箭等设备的功率，保证安全飞行。
使用方法远方数字功率计使用方法如下：1.将输入电缆插入待测电路的电源接口上；2.选择合适的测量范围，将功率计连接至电路上；3.读取显示屏上的数字，即为当前电路中的功率值。
维护与保养远方数字功率计具有较高的可靠性和稳定性，但在长时间使用过程中，仍需要进行以下维护及保养：1.定期校准：每3-6个月应对功率计进行一次校准，以保证测量精度。
2.及时清理：功率计应保持清洁，避免灰尘、油污等杂物进入仪器内部，影响仪器工作。
3.定期检查：检查功率计电源是否正常、外壳是否有损伤、显示屏是否工作正常等。
总结远方数字功率计是一种方便、快捷、准确测量电路功率的仪器，具有广泛的应用场景和优越的性能优势。
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功率计和功率传感器工作原理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。
图1 功率测量仪器的组成按功率传感器技术类型，可把功率计分为3类：热敏电阻型功率计，热电偶型功率计和晶体检波式功率计。
热敏电阻型功率计使用热敏电阻做功率传感元件。
热敏电阻值的温度系数较大，被测信号的功率被热敏电阻吸收后产生热量，使其自身温度升高，电阻值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。
热电偶型功率计则是利用热电偶型功率计中的热偶结直接吸收高频信号功率，结点温度升高，产生温差电势，电势的大小正比于吸收的高频功率值，进行功率测量。
晶体检波式功率计使用晶体二极管检波器将高频信号变换为低频或直流电信号。
适当选择工作点，使检波器输出信号的幅度正比于高频信号的功率。
1.热敏电阻功率传感器和功率计热敏电阻是一种由金属氧化物的化合物制成的电阻器，随温度呈现大的电阻变化。
若将热敏电阻用于形成功率传感器的终端，则它的电阻将随外加功率引起的温升而变。
图2说明了热敏电阻功率计的基本原理。
图2（a）的电路表明对于射频输入端上出现的信号，两个热敏电阻如何被布置成并联以及如何与功率计相串联。
功率计的连接跨接在射频旁路电容器两端，以避免热敏电阻那边的射频泄露。
图2 热敏电阻功率计的基本工作原理（（a)热敏电阻功率传感器；（b）自动平衡电桥）功率计利用称为自动平衡电桥的电路，该电路提供将热敏电阻阻值R T维持恒定在R值上的直流偏置功率。
若热敏电阻上的射频功率增加，则电桥使偏置功率减小一个相类似的量。
射频功率降低则引起电桥增加偏置功率，使热敏电阻维持恒定的电阻。
功率计内的辅助电路对直流功率的这个变化进行处理，以获得功率读数。
图3 温度补偿式热敏电阻传感器热敏电阻的阻值随环境温度以及射频和直流功率而变，所以温度的任何变化都会引起功率读数变化。
现代热敏电阻功率传感器通过利用与射频检测热敏电阻有热联系但电气上相隔离的第二组热敏电阻来克服这一问题。
图3示出了温度补偿式热敏电阻传感器的电路。
这类传感器要求包含两个自动平衡电桥以及依据加到检测热敏电阻和补偿热敏电阻上的偏置信号来获得功率读数的电路的专用功率计。
图4给出了这类功率计的详细框图。
图4 带有温度补偿式热敏电阻功率计原理框图（N432A）将加到射频电桥上的偏置功率相对于加到补偿电桥上的功率进行比较，射频功率由下式给出：P rf=(V c^2-V rf^2)/4R式中，P rf为射频功率；V c为加到补偿电桥上的电压；V rf为加到射频电桥上的电压；R为热敏电阻传感器在平衡时的电阻。
功率计包含一个在通Vc与Vrf之和成正比的时期内闭合的电子开关，从而在仪表测量部件M中形成电流流动，其大小通Vc与Vrf之差成正比。
通过仪表的电流的平均值计算式，不加射频功率时，Vc=Vrf，这个条件在使用者启动自动调零电路时便能得到。
现代热敏电阻功率计提供10mW---1uW输入功率范围的测量能力（40dB),并可提供能工作在100KHZ---1000GHZ频率范围内不同波段的传感器。
热敏电阻传感器曾经广泛用于一般用途的功率测量，但它们已被能提供更佳性能的其他功率检测方法取代。
现在的主要用途是功率计和传感器的校准。
2.热电偶功率传感器和功率计工程师十分希望功率传感器具有宽动态范围、低漂移和小驻波比，且一台仪器能够容纳宽的频率范围。
利用热电偶的功率传感器便能满足这些要求。
两种相异导体的连接形成一对热电偶结，这些结两端存在的任何温度梯度将产生电压。
功率传感器的热电偶结构被设计成包括一个耗散大部分外加功率的电阻器。
电阻器的的温度升高，在附件的热电偶结两端便形成温度梯度，从而产生与功率成正比的电压。
两组这类结构实际上可以这样取向，使由电阻器耗散的功率产生的温升引起两个热电偶结构产生相加的温差电压，而由环境温度变化产生的温度梯度则引起相抵消的温差电压，因而将零读数的漂移减至最小。
该电阻器的阻值被设计成为传输线提供良好匹配的终端。
功率传感器中使用的热电偶元件可能由金、（n)型硅和氮化钽电阻材料构成，而薄膜结构则提供工作在超过40GHz频率上所需的小尺寸和精密几何形状。
图5是利用这些技术的热电偶传感器的示意图。
图5 热电偶功率计原理简图热电偶的灵敏度可以借助其直流输出电压的幅度相对于传感器耗散的射频功率的大小来说明。
典型灵敏度约为160uV/mW，低达1.0uW的功率电平可以用这类传感器进行测量。
必须测量的直流电压可能低达0.16uV，所以功率计内部的放大器必须提供高增益。
重要的是，这些放大器不能添加到待测微伏电压上或从中减去的任何附加直流偏置。
图6所示的斩波输入放大器和同步检波器能够满足这个要求。
斩波器用方波驱动信号进行工作，它直接将交流耦合放大器的输入电容器转接传感器的输出端或者转接到地。
输入电容器由直流输入电压充电并由接地放电，所以到放大器的输入信号变成幅度正比于传感器输出的方波。
交流耦合放大器具有足够高的增益，产生数伏的输出方波且不包含偏置电压。
同步检波器靠与斩波器一样相同信号工作的另一个开关，它将放大器输出与RC（电阻器）滤波器相连或将滤波器输入接地。
由于输出转接与输入斩波器同步，故滤波电容器由输入直流电压产生的方波的同一半周期充电。
滤波器的输出是很容易加以处理和显示的直流电压。
图6 斩波输入放大器和同步检波器图7是整个功率计的结构框图。
斩波器和输入放大器的一部分包含在传感器中，所以电平相当高的信号被传送至功率计，在此，信号经放大，由同步检波器变回到直流，再由仪表显示。
在利用热电偶传感器的数字式功率计或基于微处理器的功率计中也存在类似电路。
现代热电偶式功率计提供在100mW到1uW（50dB)输入功率范围的功率测量能力。
大多数热电偶式功率计都提供了具有已校输出功率的精密参考源，它用于调节系统的增益，以补偿热电偶不同元件之间灵敏度的变化。
每当将不同的传感器与功率计相连时，使用者进行这一调节，这一过程可以简单到将传感器与参考源相连并按动相应按钮。
图7 热电偶功率计原理框图3.二极管功率传感器和功率计利用半导体二极管作为检波元件有可能测量极低的功率电平。
图8示出了二极管传感器的最简单形式。
可以看出，它包含隔直流电容器，终端电阻器，二极管和射频旁路电容器。
流过二极管的电流是负载电阻器两端出现的外加电压的非线性函数。
某些二极管在很低的外加电压（mV级）下将传导显著电流（uA级)，但仍然存在非线性关系，并引起遵循外加电压平方（即平方律响应）的整流输出，因而服从幂次关系。
图9给出的数据说明，工作在平方律区域时，检测二极管的输出直接效仿输入功率变化。
由于检波机理服从幂次关系，故平方律二极管传感器将指示复合波形总功率的正确值。
图8 二极管功率传感器的检波电路为了保证二极管对信号功率起响应，某些功率传感器设计将测量范围限制在平方律区域以内。
这类传感器能测量低达0.1nW(-70dBm)的功率电平，且它们将完成与外加信号的波形无关的精确功率测量。
平方律工作的可用动态范围约50dB，所以平方律二极管可以使用与热电偶传感器相同的功率计。
将二极管传感器的工作向更高功率电平（10---100mW)扩展的功率计可能提供具有很宽动态范围（70dB或更大）的测量能力，但在高于10uW量程上获得的读数只适用于连续波（CW）正弦信号。
在高功率电平上，二极管的工作类似于对外加电压的峰值起响应的线性检波器。
图9表明，为了产生100:1的功率变化，需要二极管的输出指示10:1的电压变化。
在这个工作范围，二极管传感器的输出在变成功率指示之前，必须进行平方。
利用工作在线性范围的二极管传感器的功率计包含有将二极管的输出电压进行平方的装置，给出与连续波正弦信号的功率相对应的读数。
用于测量连续波信号的平均功率的功率计不能精确测量带有任何幅度调制形式的信号的功率。
这个问题的解决办法是降低信号幅度，直到二极管工作在二极管对总功率起响应的平方律区域。
图9 二极管功率传感器的输出电压随输入功率的变化传感器工作在线性范围时，载频的谐波可能带来显著的测量误差。
例如，若谐波比基波低20dB(10%的谐波电压），便会造成总信号功率的1%的影响。
具有平方律响应的传感器将指示总功率的正确值。
谐波电压可能加到基波的峰值电压上或从中减去，所以线性检波器可能具有在无失真信号电压的90%与1.1倍之间变化的输出。
由于传感器的输出随后被平方，故指示功率可能比真值高20%或低20%。
实际峰值电压取决于基波与谐波的相位关系，所以，没有修正这个误差的方法。
图10所示的全波检波器对峰峰电压进行检测，只有当信号包含奇次谐波时才增添显著的误差。
图10 用于二极管功率传感器的全波检波器图11是二极管功率计的完整结构框图。
传感器用全波检波器的二极管传感器，功率计结构与热电偶类似。
图11 二极管功率传感器和功率计原理框图4.峰值功率传感器和功率计一些专用功率计可以用于测量脉冲调制信号，它们往往包括与示波器相似的显示器，以给出测得的结果随时间的变化。
检测元件通常设计成具有快速输出响应时间的二极管。
这类传感器的输出精确地仿效已调信号的包络，而与这类传感器配用的功率计则兼具连续波功率计和示波器的特性。
如下图所示。
图12 峰值功率计原理简图图8给出了具体仪器的原理框图。
峰值功率计可以测试平均功率和峰值功率，所以传感器也有两个通道。
功率计则更象示波器，直接高速采样，测量检波后的波形。
图13 峰值和平均值功率传感器和功率计原理框图。