功率分析儀與萬(wàn)用表的區(qū)別

如果要選擇電氣工程師最常用的儀器儀表，相信中選的一定會(huì)是萬(wàn)用表。作為最常用的儀器儀表，萬(wàn)用表在用戶心里有著不可替代的地位，也使用戶對(duì)其產(chǎn)生了極大的信任。但是，各種測(cè)試環(huán)境下，萬(wàn)用表真的不會(huì)出錯(cuò)嗎？

有時(shí)會(huì)收到用戶反饋：‘這個(gè)功率分析儀的顯示跟萬(wàn)用表（手持）不一樣啊，我們?nèi)f用表進(jìn)口的啊，國(guó)產(chǎn)還是不行啊’；然而，在萬(wàn)用表和功率分析儀之間有多少可以對(duì)比的空間呢？出現(xiàn)差異的時(shí)候又是孰是孰非呢？

圖1

首先我們要清楚，萬(wàn)用表和功率分析儀的參數(shù)區(qū)別具體有哪些。

1、 帶寬

帶寬是被測(cè)信號(hào)能否被準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵參考值，大部分常見萬(wàn)用表的測(cè)試帶寬主要在40-70Hz左右，部分臺(tái)式及少量手持式萬(wàn)用表可以測(cè)量到400Hz的中頻信號(hào)，而五位半、六位半及以上的臺(tái)式萬(wàn)用表也可以測(cè)試到幾百kHz的信號(hào)。功率分析儀在帶寬上會(huì)占有優(yōu)勢(shì)，比如PA5000H的帶寬參數(shù)為5M，國(guó)內(nèi)外對(duì)于功率分析儀的帶寬參數(shù)也多設(shè)在1M、2M等級(jí)別上。

2、 采樣率

測(cè)試時(shí)采樣率也是一個(gè)比較關(guān)鍵的參數(shù)，萬(wàn)用表的采樣率并不是很高，臺(tái)式的較好一些的在幾百k左右，而功率分析儀的采樣率所設(shè)置在2M左右。

3、 精度

精度的區(qū)別主要顯示在手持萬(wàn)用表上，我們最常用的萬(wàn)用表使用的ADC位數(shù)相對(duì)偏低，測(cè)試的精度也會(huì)有一些限制；當(dāng)然，對(duì)于臺(tái)式萬(wàn)用表來(lái)說(shuō)，六位半的萬(wàn)用表已經(jīng)在使用24位ADC，功率分析儀即使0.01%精度的型號(hào)也只是18位的ADC。

4、 同步性

用戶使用萬(wàn)用表多是測(cè)量1項(xiàng)指標(biāo)，電壓、電流或者電阻，如果測(cè)試功率需要單獨(dú)測(cè)試電壓，再測(cè)試電流做計(jì)算；功率分析儀的通道是可以同時(shí)進(jìn)行電壓電流的測(cè)試，進(jìn)而計(jì)算功率等參數(shù)。

圖2

從以上4個(gè)區(qū)別點(diǎn)我們不難看出，萬(wàn)用表與功率分析儀的應(yīng)用存在本質(zhì)的區(qū)別。

當(dāng)被測(cè)是較為穩(wěn)定的直流信號(hào)或者低頻信號(hào)時(shí)，普通萬(wàn)用表定性測(cè)量沒(méi)有任何問(wèn)題，高精度的萬(wàn)用表定量測(cè)量更是非常合適，此時(shí)功率分析儀與萬(wàn)用表的對(duì)比意義不大， 兩者的差值也會(huì)微乎其微。但是，當(dāng)信號(hào)并不穩(wěn)定，或者出現(xiàn)高頻信號(hào)，那么萬(wàn)用表是很難做出定性分析的。

圖3（來(lái)源：中國(guó)圖庫(kù)）

例如，被測(cè)信號(hào)是pwm波，其中有較多的高頻含量，此時(shí)普通萬(wàn)用表與功率分析儀的對(duì)比差值就會(huì)比較大。根本原因也就在于功率分析儀的帶寬較大，能夠測(cè)試到實(shí)際的pwm各高頻信號(hào)，而普通萬(wàn)用表能測(cè)試到的只有部分接近工頻的信號(hào)，兩者的有效值差距會(huì)比較大。

再舉個(gè)例子，當(dāng)測(cè)試需要功率值時(shí)，如果被測(cè)信號(hào)是交流變頻，那么在有功功率計(jì)算時(shí)P=UIcosφ（φ為電壓電流夾角），如果只使用萬(wàn)用表做測(cè)量，再手動(dòng)計(jì)算，也會(huì)有很大可能有較大的誤差。

圖4

講到這里相信用戶也不會(huì)輕易用萬(wàn)用表去判定功率分析儀的測(cè)試值了，術(shù)業(yè)有專攻，是時(shí)候給功率分析儀足夠的信任了。上文中也提到，PA5000H配有5M帶寬，同時(shí)采樣率達(dá)到2M，精度0.05%，對(duì)于電機(jī)、電源、變頻器等行業(yè)是一個(gè)非常高性價(jià)比的選擇。