示波器VS功率分析儀
現(xiàn)在示波器都配有電源分析軟件,到底精度如何呢?本次ZDS2024Plus示波器與精度高達(dá)0.05%的高精度功率分析儀PA2000mini來進(jìn)行對(duì)比測(cè)試,驗(yàn)證ZDS 2000 PIUS示波器電源測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
本次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選用了220V電源模塊作為測(cè)試的對(duì)象,利用ZDS2024 Plus示波器的電源測(cè)試分析功能對(duì)電源輸入信號(hào)的功率參數(shù)和諧波參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。
一、測(cè)試框架結(jié)構(gòu)圖
為了能夠驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性,選擇高精度功率分析儀PA2000mini作為對(duì)比的儀器,與ZDS2024 Plus示波器一起對(duì)同一個(gè)電源模塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的測(cè)試,將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的對(duì)比分析,從而驗(yàn)證示波器電源分析的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。如下圖1為本次測(cè)試的方案架構(gòu)框圖。
圖1 測(cè)試方案框架
二、測(cè)試項(xiàng)目
功率測(cè)試:通過測(cè)量電源輸入端電壓與電流的情況,反映輸入端的電源能量的消耗的狀況。
諧波測(cè)試:諧波指的是信號(hào)頻率為基波頻率(50Hz)整數(shù)倍的波形,電源諧波的產(chǎn)生會(huì)增大電源系統(tǒng)的諧波損耗,降低電源利用率,使電源端負(fù)載等設(shè)備過載運(yùn)行,縮短使用壽命。
三、具體接線
1、示波器與電源模塊接線原理
首先測(cè)量電源模塊輸入端的電壓和電流,需使用高壓差分探頭與電流探頭分別將電源輸入端的信號(hào)接入示波器的通道1和通道2,如下圖2所示。
圖2 探頭接入線路
2、PA2000mini與電源模塊接線原理
圖3 功率分析儀接線原理
上圖中的電壓表就相當(dāng)于功率分析儀電壓接口的兩端,電流表就相當(dāng)于功率分析儀電流接口的兩端。
3、總的接線圖
通過了解兩種儀器的接線原理,下圖4為兩儀器與電源模塊接線情況。
圖4 實(shí)物接線原理
接線中注意以下幾點(diǎn):
(1)、電源輸入線的N零線無需接入到電源模塊中如圖4中的深紅色線所示,直接與功率分析的電壓接線端負(fù)端相接。
(2)、電壓探頭和電流探頭測(cè)量前請(qǐng)進(jìn)行偏移校正。
(3)、電流鉗在接入示波器之前要進(jìn)行空載消磁、調(diào)零。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖如下圖5所示。
圖5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖
五、測(cè)試過程
1、將信號(hào)接入示波器后,進(jìn)入通道【1】和通道【2】的菜單界面,分別修改兩探頭的探頭比率,與探頭上的檔位一致。
2、點(diǎn)擊【Auto Setup】,調(diào)節(jié)垂直靈敏度和垂直偏移檔位,讓信號(hào)在屏幕中央較好的顯示。
3、點(diǎn)擊【Analyze】進(jìn)入電源分析測(cè)試界面,點(diǎn)擊【功能】選擇“諧波分析”,點(diǎn)擊【參數(shù)配置】進(jìn)入?yún)?shù)配置界面,如下圖6所示。
圖6 參數(shù)配置
4、功率分析具體操作請(qǐng)查看其具體用戶使用手冊(cè)。兩儀器同時(shí)測(cè)量相關(guān)的參數(shù),同一時(shí)刻停止下來記錄數(shù)據(jù),得到數(shù)據(jù)如下圖7、圖8所示。
圖7 諧波分析測(cè)量結(jié)果
圖8 功率分析諧波分析表
六、結(jié)果分析
從圖7與圖8中的數(shù)據(jù)我們進(jìn)行分析,得出表1中的比較數(shù)據(jù)。
表1電源諧波測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比
需要特別注意的是,由于被測(cè)電源模塊是工業(yè)區(qū)市電供電,供電電源本身一直在變化,導(dǎo)致即便是同一臺(tái)儀器測(cè)量被測(cè)電源模塊時(shí),測(cè)量值也一直在變化(尤其是各次諧波變化非常大,如第1次諧波一直在0.1mA~10mA之間跳變),而示波器和功率分析儀無法地在同一時(shí)刻停止下來記錄數(shù)據(jù),因此兩臺(tái)儀器的值或多或少會(huì)存在偏差,但偏差都比較小,從而驗(yàn)證了示波器電源測(cè)試分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
圖9 兩儀器諧波值與標(biāo)準(zhǔn)限值趨勢(shì)圖
從上圖可了解兩臺(tái)儀器所測(cè)的電流諧波值均滿足IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)的諧波限值標(biāo)準(zhǔn),都在限制范圍內(nèi)。隨著諧波階次越大,奇次諧波值就越小,諧波對(duì)電路信號(hào)的危害就越小。
總結(jié)
ZDS2024 系列示波器標(biāo)配電源分析測(cè)試功能,在保證測(cè)量精度的基礎(chǔ)上,大大提高電源研發(fā)和測(cè)試的效率,你趕緊試試吧。