本文從基本誤差與參比條件的角度對某進(jìn)口高精度功率分析儀的實(shí)際精度進(jìn)行了全面剖析，其中涉及精度標稱(chēng)的不同方法，旨在幫助消費者認清其真實(shí)性能，若不良商家以此類(lèi)方法蒙蔽消費者，責任自負，與本文作者無(wú)關(guān)！

一功率分析儀基本誤差和參比條件的概念

　　功率表、功率分析儀等電測量?jì)x表的測量精度通常采用準確度等級表示，而準確度等級指數通常就是儀表的誤差的百分數的分子。

　　例如：0.2級功率表表示其誤差不大于0.2%量程。

　　電測量?jì)x表的測量精度也常用下屬方式表示：

　　±(0.5%讀數+0.1%量程)

　　上述兩種方式都表示了儀表的基本誤差。之所以稱(chēng)為基本誤差，是因為儀表的誤差并非一成不變，諸多因數都會(huì )影響儀表的測量誤差。為了對儀表的誤差進(jìn)行量化，我們可以將儀表在多數情況下的使用條件作為量化儀表誤差的條件，這時(shí)的誤差稱(chēng)為基本誤差，條件就稱(chēng)為參比條件。

二功率分析儀指標虛高實(shí)例分析

　　某艦船電力推進(jìn)電機試驗時(shí)，電機采用變頻器供電，變頻器輸出額定頻率為12.5Hz，試驗關(guān)注的頻率范圍為1Hz～15Hz，變頻器載波頻率為2kHz，試驗需要測量變頻器輸出PWM的基波及諧波。

　　試驗采用某標稱(chēng)精度為0.02%的進(jìn)口高精度功率分析儀，測量結果與設計值相差甚大，并且多次測量結果一致性較差。

　　本文通過(guò)對其公布的技術(shù)資料進(jìn)行分析，結合實(shí)際應用，對其在不同使用條件下的基本誤差進(jìn)行詳細剖析。

01高精度功率分析儀宣稱(chēng)精度指標

　　該進(jìn)口高精度功率分析儀產(chǎn)品技術(shù)文檔封面標稱(chēng)的精度指標如下：

圖1 某進(jìn)口高精度功率分析儀宣傳精度

02工頻正弦波時(shí)的精度指標

　　按照字面意思，該進(jìn)口高精度功率分析儀基本誤差應不大于讀數的0.02%。實(shí)際是不是如此呢？

　　查看其詳細技術(shù)指標，發(fā)現在下述參比條件下，該高精度功率分析儀可獲得最小的基本誤差和最高的測試精度。

　　a、正弦波測試條件（非諧波模式）

　　b、頻率為45Hz～66Hz

　　上述條件下，其基本誤差為：讀數的0.02%+量程的0.04%。若按照傳統習慣，采用滿(mǎn)量程誤差作為儀器的基本誤差，該儀器的基本誤差為：量程的0.06% 。

　　也就是說(shuō)，商家先將指標進(jìn)行分拆，再忽略（不能忽略），商家宣稱(chēng)的基本功率精度在任意條件下均不能成立，屬于虛假指標！

圖2 進(jìn)口高精度功率分析儀基本誤差及精度大揭秘第一步

　　該功率分析儀在工頻正弦波時(shí)可獲得最佳精度和最小的基本誤差，其基本誤差為：量程的0.06%。

圖3 進(jìn)口高精度功率分析儀基本誤差及精度大揭秘第二步

03試驗頻率及正弦波條件下的基本誤差分析

　　試驗關(guān)注頻率為1Hz～15Hz，而非45Hz～66Hz。

　　查看其詳細技術(shù)指標，該儀器在0.1Hz～30Hz范圍內的基本功率精度為：讀數的0.2%+量程的0.3%。其基本誤差為：量程的0.5%。

圖4 進(jìn)口高精度功率分析儀基本誤差及精度大揭秘第三步

04試驗頻率及非正弦波條件下的基本誤差分析

　　由于試驗需要測量基波有效值，而被測量為非正弦量，需要采用諧波模式。

　　查看其詳細技術(shù)指標，諧波模式下，該儀器在0.1Hz～30Hz范圍內的基本功率精度為：讀數的0.25%+量程的0.4%。其基本誤差為：量程的0.65%。

圖5 進(jìn)口高精度功率分析儀基本誤差及精度大揭秘第四步

05實(shí)際試驗條件下的基本誤差分析

　　分析其參比條件應包括：

　　a、按照相關(guān)標準要求，測試儀器的帶寬應高于載波頻率的6倍，因此，儀器帶寬應大于12kHz。

　　b、測量基波需要采用傅里葉變換，采用交流數字采樣完成，采樣頻率需滿(mǎn)足采樣定理的要求。

　　該進(jìn)口高精度功率分析儀采用交流數字采樣方法測量，基波及諧波測量采用快速傅里葉變換，采樣頻率為基波頻率的3000倍。

　　由于最低基波頻率為1Hz，采樣頻率為3kHz。

　　而信號帶寬遠遠高于3kHz，為了滿(mǎn)足采樣定理的要求，需開(kāi)啟截止頻率低于1.5kHz的防混疊濾波器，該功率分析儀滿(mǎn)足該條件的防混疊濾波器為500Hz，因此，必須開(kāi)啟500Hz的防混疊濾波器。

　　在上述條件下，由于500Hz濾波器濾除了大部分的諧波，因此，該功率分析儀在該使用條件下，無(wú)法滿(mǎn)足諧波檢測的要求。

　　此時(shí)，儀器的基本功率精度為：讀數的1.4%+量程的0.4%。其基本誤差為：量程的1.8%。

圖6 進(jìn)口高精度功率分析儀基本誤差及精度大揭秘第五步

三根據實(shí)際實(shí)際使用條件判斷功率分析儀基本誤差

　　第二節分析的某進(jìn)口高精度功率分析儀的五種基本誤差標稱(chēng)方式中，除了封面宣傳之外，在注明參比條件的情況下，都屬于正確的標稱(chēng)方式。其意為在對應參比條件下，功率分析儀實(shí)際能夠達到的基本誤差指標。

　　然而，即便是不考慮錯誤標稱(chēng)方式，最小基本誤差為0.06%，最大誤差為1.8%，最大基本誤差和最小基本誤差的差距整整30倍！這款功率分析儀的實(shí)際精度到底是多少呢？

　　首先，確定能夠囊括實(shí)際使用條件的所有參比條件，如果沒(méi)有符合要求的參比條件，說(shuō)明該功率分析儀在實(shí)際使用條件下，測量精度不可知！

　　例1：永磁直驅風(fēng)力發(fā)電機組試驗中，考慮風(fēng)機低速旋轉時(shí)的風(fēng)機及變流器性能，要求測量1Hz輸出時(shí)的諧波。

　　按照第二節的分析，諧波測量基本誤差不可知！

　　例2：永磁直驅發(fā)電機試驗中，輸出電壓頻率為1Hz～15Hz，有一定的諧波含量，要求準確測量基波。

　　按照第二節的分析，應采用傅里葉變換的方式，但是，可以關(guān)閉防混疊濾波器，基波測量基本誤差為0.65%。

　　例3：例2中，不考慮諧波影響，只需測量真有效值。

　　按照第二節的分析，測量基本誤差為0.5%。

　　例4：工頻正弦波供電的電機試驗，不考慮諧波影響，要求準確測量基波。

　　按照第二節的分析，測量基本誤差為0.06%。

四實(shí)際使用條件與功率分析儀基本誤差的參比條件的統一

　　基本誤差是反映測量?jì)x器的測量精度的重要指標之一，是用戶(hù)選擇測量?jì)x器的重要參考指標。

　　傳統交流電量測量?jì)x器儀表，測量對象大多為工頻正弦電量，工頻和正弦成了默認的兩大參比條件，基于工頻正弦電量的測量方法也較簡(jiǎn)單且成熟，相關(guān)產(chǎn)品標準對標稱(chēng)儀器儀表基本誤差的參比條件有明確的規定?；菊`差對應的參比條件主要是溫濕度、大氣壓等環(huán)境條件，對被測電量本身除了幅值和功率因數之外，幾乎很難再提出其它的參比條件。

　　因此，對于傳統交流電量測量?jì)x器儀表，用戶(hù)往往不關(guān)心參比條件，也能得到與基本誤差相當的實(shí)際測量精度，這是因為，大多數情況下，使用條件與參比條件本身已經(jīng)高度統一。

　　冠以高精度、寬頻、寬頻帶、變頻等前綴的功率分析儀，大多用于變頻電量的測量與分析，是變頻調速技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，目前尚無(wú)相應的國家標準和行業(yè)標準對其參比條件作出明確的規定。

　　這種情況下，了解實(shí)際使用條件及功率分析儀基本誤差的參比條件，并確保功率分析儀基本誤差對應的參比條件能夠囊括實(shí)際使用條件，比追求片面的高精度指標更有意義！

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