生活中大家經(jīng)常會遇到Bug的情況，不管是手機(jī)的日常調(diào)皮還是電腦的偶爾“歇息”都會讓人心情不佳，那么用于測試的儀器也會出現(xiàn)這樣的情況，今天以WT系列功率計(jì)為案例，為大家分析一下原因。一起來探答案吧！

1、實(shí)際考察的問題

     測試時(shí)采用的是AC電源驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)品，由電子負(fù)載控制輸出功率，通過WT系列功率分析儀測量電流、電壓、功率等參數(shù)，電壓采用并聯(lián)的方式、電流采用100A額定的shunt采集，壓降由BNC線接入WT系列功率計(jì)的外部傳感器端子。

     在一般狀態(tài)下的，電流/電壓功率等電力參數(shù)測試數(shù)據(jù)都沒有表現(xiàn)出異常的現(xiàn)象，但在低載約80VA測試時(shí)（約數(shù)百毫安電流），WT系列功率計(jì)則表現(xiàn)出：視在功率=0、無功功率=0、電流=0、讓人摸不著頭腦的是此時(shí)有功功率會顯示數(shù)十W的數(shù)值（波動(dòng)較大）。

     在實(shí)驗(yàn)檢測中，為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，如上圖所示采用兩臺WT同時(shí)測量(電壓并聯(lián))，對同一個(gè)外部傳感器的電流信號來進(jìn)行測試。

2、原理解析

      根據(jù)上述所示的現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)來說，的確出現(xiàn)了比較奇怪的狀況。在大家之前所學(xué)習(xí)過的中學(xué)物理及電工原理中對于有功、無功、視在功率的定義方式如下圖所示：

     由上述定義可以明白，對于交流功率，視在功率一定是大于或等于有功功率，所以有功功率不等于零而視在功率為零的情況是不可能發(fā)生的。但是WT系列功率計(jì)測量時(shí)出現(xiàn)的問題，是否代表著WT運(yùn)算Bug或是儀器存在故障？

     可想而知是不存在的，因?yàn)閮x器的運(yùn)轉(zhuǎn)中沒有顯示Bug或是故障的現(xiàn)象，所以有關(guān)于這個(gè)BUG的現(xiàn)象的存疑問題就要從功率計(jì)測量原理來聊起。

     在上面展示的公式中可以看到，電壓Urms、電流Irms、有功功率P的測量都是通過瞬時(shí)采樣的電流、電壓進(jìn)行積分運(yùn)算后平均，但WT系列功率計(jì)顯示的視在功率S和無功功率Q是通過怎樣的方法來得出來的？

視在功率S=UrmsxIrms  |   Q2=S2-P2(1P2W)

     由此我們可以看到，WT系列功率計(jì)顯示的視在功率與測量的有功功率P之間沒有存在任何關(guān)聯(lián)，S的大小取決于Urms和Irms，這樣我們就很清楚的明白為什么有功功率P有數(shù)值顯示，但視在功率和無功功率都為0，關(guān)鍵的原因就在于Irms為0。

     疑惑的是明明有80VA的輸出，為什么Irms測量數(shù)值會是0？這是因?yàn)楣β视?jì)對測量的顯示范圍有如下規(guī)定（WT210）：

    假如電壓或電流降到額定量程的0.5%(峰值因素3；峰值因素6時(shí)，為1.0%)以下，視在功率(VA)和無功功率(var)將顯示“0”，功率因數(shù)(PF)和相位角(deg)則顯示“err”。

     如下圖所示列舉了當(dāng)前主流WT系列功率計(jì)的Urms和Irms顯示范圍（額定量程）

     對于此次的實(shí)測案例，采用的則是100A額定的分流器，由此可以判斷出，此時(shí)的電流一定是小于500mA，因?yàn)閿?shù)值小于小顯示范圍所以就很容易被忽視。但是有功功率P有數(shù)值是如何顯示出來的？在上述的公式中可以了解到，有功功率是電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值相乘，雖然現(xiàn)在的電流很小但電壓瞬時(shí)值卻十分大，相乘之后的數(shù)值達(dá)到了小可顯示值的要求，因此有功功率有數(shù)值顯示。

    現(xiàn)在所顯示的有功功率P可靠嘛？當(dāng)然是不可靠的。先按WT210的誤差來計(jì)算，有功功率誤差0.2% 加上0.2級的分流器誤差，那么誤差至少0.4%，此時(shí)的功率量程300Vx100A=30KW，這樣表明了誤差已超過120W，幾十W波動(dòng)如此大的顯示值一點(diǎn)也不真實(shí)。此外即使Irms有顯示，100A額定的分流器，幾百毫安的電流壓降也就零點(diǎn)幾個(gè)毫伏，這么小的電壓在接入外部傳感器端子時(shí)，外界的噪聲和干擾會會覆蓋真實(shí)信號，造成電流及有功P測量顯示“假數(shù)據(jù)”。

3、解決方案

     面對這樣的情況（大電壓/小電流）到底如何進(jìn)行精準(zhǔn)測量呢？建議使用儀器本體測量，即電流直接串聯(lián)的方式，如下圖所示：

     大電壓小電流時(shí)，可使用如上圖所示的電流表內(nèi)接的方式，用來避免電壓表分流產(chǎn)生的影響。橫河功率計(jì)WT310E有5mA~20A大范圍量程，能夠達(dá)到測量毫瓦級的待機(jī)功耗以及大23A電流測試，能滿足大部分家電以及小功率電源的全程動(dòng)態(tài)測量。除此之外橫河功率分析儀WT5000的5A模塊小5mA量程，有效輸入1%(50μA)，0.03%精度可以勝任更高的測試需求。

     當(dāng)前大部分的測試滿載電流都超過50A，也會使用到高精度的零磁通傳感器(如CT60、CT200等)，這類傳感器具有萬分級的精度和較高的交流信號測量帶寬，但面對1A以下信號的直接測量也沒辦法達(dá)到佳的效果。對此能否使用CT測量1A以下小電流？對此建議可以通過多繞匝的方式有效地提高CT測量小電流的精度。

    為大家舉個(gè)例子：測試電流500mA，假如導(dǎo)線足夠長，可以在CT環(huán)上繞匝10圈，那么就與測量5A的效果是一樣的，將原800:1衰減比設(shè)置為80:1，通過這種方法可以有效擴(kuò)展固定衰減比CT的測量范圍。提醒一下大家在使用此法測量時(shí)，要確保實(shí)測電流x繞匝數(shù)≤CT可測量電流。

    對于測試這種小電流時(shí)少部分工程師也會使用示波器用的可變比例的霍爾電流探頭，有些霍爾電流探頭有很高的帶寬、μA級的電流分辨率和可變衰減比例(萬倍動(dòng)態(tài)測量范圍)，但在面對功率測量的話這種方法是不推薦的，因?yàn)榛魻栃碗娏魈筋^精度一般在1%～3%左右，所產(chǎn)生的誤差結(jié)果對于普遍千分級精度的功率測量是不能接納的。因此目前的電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求和瓶頸非常高，效率提高0.1%都特別困難，1%以上的誤差對于測試工程師來說簡直不要太難受了。

4、小總結(jié)：

     在面對怪異現(xiàn)象時(shí)，需要做到冷靜分析。從根本找問題，沒有任何一款一起可以滿足所有需求，且都會存在不可否認(rèn)的短板，所以大家面對正?，F(xiàn)象放平心態(tài)為重要！還有其他疑問可在線咨詢，或致電客服！