“自動(dòng)量程”到底有什么用?
工程師們?cè)谑褂脺y(cè)試設(shè)備時(shí)都喜歡使用看似合適的量程來(lái)進(jìn)行測(cè)試,如“使用300V量程測(cè)量260V電壓”,但有時(shí)卻出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)確的情況,使用自動(dòng)量程就能解決問(wèn)題,到底是什么原因呢?
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201808/390375.htm在正式講之前,我們來(lái)看一看什么是電壓、電流的測(cè)試量程。我們以PA8000功率分析儀、5A板卡為例,其對(duì)應(yīng)的電壓、電流量程如下:
電壓:1.5V、3V、6V、10V、15V、30V、60V、100V、150V、300V、600V、1000V、1500V;
電流:10mA、20mA、50mA、100mA、200mA、500mA、1A、2A、5A。
上面我們所看到的量程,指的都是有效值,如1000V量程檔,指的是該量程下可以測(cè)試有效值1000V以內(nèi)的電壓信號(hào)。那么是否當(dāng)有效值小于1000V就一定測(cè)的準(zhǔn),抑或當(dāng)有效值大于1000V,是否一定就測(cè)不準(zhǔn)呢?其實(shí)答案都是否定的。為了說(shuō)明原因,下面來(lái)看一個(gè)參數(shù)——峰值因數(shù)。
量程不合適時(shí),儀器界面超量程指示燈變紅
峰值因數(shù)
峰值因數(shù)通常用CF表示,是CREST FACTOR的縮寫(xiě) ,CF是指周期波形的峰值與有效值之比。正弦波的峰值因數(shù)是。振幅對(duì)稱方波或直流信號(hào)的波峰因數(shù)為1。其它更復(fù)雜的波形則具有較高的波峰因數(shù)。下面我們來(lái)看幾個(gè)常見(jiàn)波形的峰值因數(shù)。
正弦波
峰值為1的正弦波的有效值為,因此,正弦波的峰值因數(shù)為,PA功率分析儀對(duì)正弦波峰值因數(shù)測(cè)量結(jié)果如下圖所示,因信號(hào)不是標(biāo)準(zhǔn)正弦波,所以峰值因數(shù)約等于。
三角波峰值因數(shù)
有效值就是方均根值,根據(jù)有效值定義,不難算出,峰值為1的鋸齒波的有效值為,因此,三角波的峰值因數(shù)為,PA功率分析儀對(duì)三角波峰值因數(shù)測(cè)量結(jié)果如下圖所示,峰值因數(shù)約等于。
方波峰值因數(shù)
對(duì)于正負(fù)峰值相等的方波,任何時(shí)候的絕對(duì)值為固定值,且數(shù)值上等于峰值,因此,其峰值因數(shù)等于1。由于峰值大于等于有效值,因此,方波的峰值因數(shù)最小,換言之,所有波形的峰值因數(shù)都大于等于1,PA功率分析儀對(duì)方波峰值因數(shù)測(cè)量結(jié)果如下圖所示,峰值因數(shù)約等于1。
變頻器的峰值因數(shù)
按照變頻器的定義,其峰值因數(shù)通常不等于正弦波的峰值因數(shù),以變頻器輸出的PWM波為例,其峰值取決于直流側(cè)的直流電壓,有效值由調(diào)制比決定,調(diào)制比越低,有效值越低,峰值因數(shù)越大。對(duì)于相同有效值的變頻電壓,峰值因數(shù)越高,測(cè)量所選用的量程就需要越大。如下圖所示,PA功率分析儀測(cè)試截圖,變頻器輸出電壓峰值因數(shù)3.5。
通過(guò)峰值因數(shù)的概念,我們知道,即便有效值一樣,不同波形,峰值因數(shù)不同,其最大峰值也必然不同。而儀器的測(cè)量量程一般都跟信號(hào)的有效值和峰值都有關(guān),例如PA功率分析儀的量程測(cè)量范圍如下,當(dāng)電壓、電流的測(cè)量值超過(guò)額定量程的110%或者峰值超過(guò)額定量程的330%則量程必須升檔,當(dāng)電壓電流的測(cè)量值低于額定量程的30%并且峰值低于下檔量程的300%時(shí),量程降檔。所以測(cè)量信號(hào)必須考慮其峰值,如果峰值很大,即便有效值小,也必須增大量程才能保證測(cè)試準(zhǔn)確。很多人使用時(shí)不注意,用手動(dòng)量程時(shí)以為量程合適,其實(shí)信號(hào)已經(jīng)超量程,所以當(dāng)你發(fā)現(xiàn)儀器自動(dòng)量程能測(cè)試準(zhǔn)確,而手動(dòng)量程測(cè)試不準(zhǔn)確的時(shí)候,并不是儀器的問(wèn)題,可以看一看CF值,是否已經(jīng)超標(biāo)。
評(píng)論