用PicoScope分析電源功率

測量和計(jì)算

隨著電流和電壓軌跡以正確的單位顯示，然后我們轉(zhuǎn)向PicoScope的數(shù)學(xué)通道功能上來。這建立一個(gè)新的通道，在外表上與輸入通道相似但由一個(gè)或多個(gè)輸入的數(shù)學(xué)函數(shù)形成的。在這個(gè)測驗(yàn)我們想要計(jì)算瞬時(shí)功率。通過點(diǎn)擊數(shù)學(xué)通道按鈕()打開數(shù)學(xué)通道對話框，我們找到“A*B”函數(shù)列表和通過勾上復(fù)選框激活它。（列出的都是最常見的函數(shù)，但如果你想要的函數(shù)沒有列出來，你可以輸入自己的方程。）這給我們第三個(gè)通道顯示瞬時(shí)功率隨時(shí)間的變化。默認(rèn)情況下，PicoScope顯示一個(gè)“？”作為每一個(gè)新的數(shù)學(xué)通道在縱軸上的單位符號(hào)，所以我們改變這個(gè)為“W”，瓦特，功率的國際。為了更好的對比我們改變軌跡的顏色為綠色。綠色軌跡（底部）顯示每一個(gè)電源周期瞬時(shí)功率的變化，取決于風(fēng)扇電機(jī)的旋轉(zhuǎn)和電流的相位。

下一步是增加一些自動(dòng)測量。用PicoScope，這是一個(gè)簡單的事情，點(diǎn)擊“增加測量”按鈕()和選擇源通道和測量類型。我們增加三種測量：數(shù)學(xué)通道的DC平均值（因此平均功率），和輸入電流和電壓的有效值RMS。

測量表格顯示平均功率大約19W，這是我們期待的這個(gè)風(fēng)扇的最低功率設(shè)置。在這里我們的計(jì)算有一個(gè)小錯(cuò)誤，由于我們計(jì)算平均功率是50ms的時(shí)間，這不是周期20ms的整數(shù)倍。我們可以通過在屏幕上設(shè)置兩個(gè)標(biāo)尺相距20ms或40ms和限制在它們之間測量時(shí)間間隔來改善精確度。

計(jì)算功率因數(shù)

測量表格的第二和第三排顯示電壓和電流的有效值。我們現(xiàn)在有足夠信息來計(jì)算功率因數(shù)（pf），定義如下：

pf=PR/ PA

這里PR是實(shí)際功率和PA是視在功率，都是一個(gè)周期電源波形的平均功率。

PR= 19.32 W

PA,是視在功率，很容易計(jì)算。它定義為電流有效值和電壓有效值的乘積，這是我們在表格的第二和第三行得到的：

PA= 0.1307 A x 246.9 V ≈ 32.27 W

所以功率因數(shù)是：

pf≈ 19.32 W / 32.27 W ≈0.60

功率因數(shù)一般在0到1范圍內(nèi)，0表示純電感或者電容負(fù)載和1表示純電阻負(fù)載。所以大約0.6是我們對小交流電機(jī)期望的一個(gè)大概值。

結(jié)論

我們已經(jīng)看到了只需要用一些Pico Technology提供或大多數(shù)電子實(shí)驗(yàn)室就可以找到的最基本的設(shè)備，用PicoScope就可以查看功率波形。用測量和程序內(nèi)置的計(jì)算功率，就可以很容易地計(jì)算出實(shí)際功率、視在功率一級功率因數(shù)。