無(wú)縫自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬幅值范圍內(nèi)的高精度測(cè)量

 

　　功率單元的電壓、電流測(cè)量均設(shè)置了8個(gè)檔位，每個(gè)檔位只測(cè)量在本檔位量程的50%~100%范圍內(nèi)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了200倍動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測(cè)量。采用無(wú)縫自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程技術(shù)，檔位切換時(shí)，數(shù)據(jù)不丟失的特點(diǎn)可滿足寬幅值范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)測(cè)量，全面記錄被測(cè)信息，不放過(guò)每一個(gè)細(xì)節(jié)變化。AnyWay稱為2的N次方自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程方案，N每增加1，可有效拓寬一倍的高精度測(cè)量范圍。

  

 ——AnyWay

 

　　由于用于變頻電量測(cè)量的各類功率分析儀缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各個(gè)廠家對(duì)儀器的精度標(biāo)稱方式有所不同。

　　例如：下述是某款進(jìn)口高精度功率分析儀對(duì)于直流和工頻的精度標(biāo)稱：

　　直流精度：0.05%rd+0.1%fs；

　　工頻精度：0.1%rd+0.05fs。

　　除了滿量程和超量程之外，正常測(cè)試點(diǎn)下，fs（滿量程）大于rd（讀數(shù)），可見(jiàn)其實(shí)際工頻測(cè)試精度高于直流測(cè)試精度。兩者的滿量程誤差均為0.15%。但是，該儀器在產(chǎn)品手冊(cè)封面上標(biāo)稱精度是：

　　直流基本精度：±0.05%；

　　交流基本精度：±0.1%。

　　精度標(biāo)稱中忽略了影響量更大的滿量程誤差，除了標(biāo)稱不嚴(yán)謹(jǐn)之外，還會(huì)給用戶直流精度更高的誤覺(jué)。

　　大多數(shù)電工儀表在滿量程時(shí)可以獲得最高的精度，而在較寬幅值范圍內(nèi)，較小讀數(shù)時(shí)，誤差增大。以上述儀表為例，下表列出了其在寬幅值范圍內(nèi)不同讀數(shù)時(shí)的直流測(cè)量的相對(duì)誤差。

表1、標(biāo)稱0.1級(jí)的某進(jìn)口高精度功率分析儀在寬幅值范圍內(nèi)的實(shí)際測(cè)量精度

序號(hào)	讀數(shù)占量程的比例（%）	讀數(shù)誤差（%）	量程誤差轉(zhuǎn)換為讀數(shù)誤差（%）	總誤（%）
1	100	0.05	0.1	0.15
2	50	0.05	0.2	0.25
3	20	0.05	0.5	0.55
4	10	0.05	1	1.05
5	5	0.05	2	2.05
6	2	0.05	5	5.05
7	1	0.05	10	10.05
8	0.5	0.05	20	20.0

 

　　可見(jiàn)，在寬幅值范圍內(nèi)，隨著讀數(shù)的減小，讀數(shù)誤差不變，而量程誤差變化與讀數(shù)成反比，讀數(shù)越小，量程誤差越大。

　　實(shí)際測(cè)量中，為了解決這樣的問(wèn)題，通常采用多個(gè)傳感器進(jìn)行換檔，每個(gè)傳感器只測(cè)量較窄的范圍，多個(gè)傳感器輸出經(jīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程后連接至儀表，儀表接受到的信號(hào)基本在儀表量程附近較窄的區(qū)域，降低傳感器和儀表精度受讀數(shù)的影響。這種自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程方式的不足之處在于傳感器及自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程開(kāi)關(guān)數(shù)量多，系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，成本高。

　　WP4000變頻功率分析儀的功率單元決定了儀器的測(cè)量準(zhǔn)確度，功率單元屬于數(shù)字化前端，包括大量程、直接測(cè)量為主的SP系列變頻功率傳感器和小量程、與一次傳感器配套使用為主的DT系列數(shù)字變送器。所有功率單元的電壓、電流測(cè)量均設(shè)置了8個(gè)檔位，每個(gè)檔位只測(cè)量在本檔位量程的50%~100%范圍內(nèi)的信號(hào)，在200倍動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，總誤差均滿足精度指標(biāo)。以B型功率單元為例，標(biāo)稱精度為讀數(shù)的0.1%，那么，在0.5%~100%滿量程范圍內(nèi)，均能滿足總誤差小于0.1%。同樣是標(biāo)稱精度為0.1%，WP4000變頻功率分析儀的實(shí)際測(cè)量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于上述儀表。

　　WP4000變頻功率分析儀采用無(wú)縫自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程技術(shù)，檔位切換時(shí)，數(shù)據(jù)不丟失的特點(diǎn)可滿足寬范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)測(cè)量，全面記錄被測(cè)信息，不放過(guò)每一個(gè)細(xì)節(jié)變化。AnyWay稱為2的N次方自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程方案，N每增加1，可有效拓寬一倍的高精度測(cè)量范圍。

　　更多特點(diǎn)：

　　前端數(shù)字化——硬件特點(diǎn)之一

　　寬頻率范圍——硬件特點(diǎn)之三

　　寬相位范圍——硬件特點(diǎn)之四

　　超強(qiáng)運(yùn)算力——硬件特點(diǎn)之五

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