Introduction au pouvoir
La puissance est un paramètre important qui caractérise les caractéristiques des signaux électriques. Un compteur de puissance est un compteur qui mesure la puissance active d'un signal électrique.
Dans la gamme DC et basse fréquence, la puissance peut être calculée en mesurant la tension et le courant. La valeur instantanée de la puissance peut être exprimée par la formule suivante :
Pour un signal périodique de période T, la puissance instantanée dans une période La valeur moyenne de est appelée puissance active. La puissance active est calculée comme suit :
Pour un circuit sinusoïdal, la formule suivante est vraie :
Dans la formule ci-dessus, U et I sont les valeurs efficaces du courant alternatif sinusoïdal et est la différence de phase entre les signaux de tension et de courant.
Pour les circuits non sinusoïdaux, supposons que U et I sont les valeurs effectives de la composante harmonique n du courant alternatif, φ est la différence de phase entre la composante harmonique n de la tension et la composante harmonique n du courant, et P est n. La formule ci-dessus est toujours vraie pour la puissance active de la composante sous-harmonique. Lorsque n=1, P est la puissance active fondamentale.
Dans les bandes de fréquences UHF et micro-ondes, il existe des ondes TEM et des ondes non TEM. Dans le système coaxial à ondes TEM, bien que la tension et le courant aient une signification exacte, il est difficile de mesurer leur valeur absolue. Dans le système de guide d'ondes, la tension et le courant perdent leur unicité en raison de modes électromagnétiques différents. Dans chaque bande de fréquence et chaque système de transmission, la puissance est une méthode importante pour la caractérisation à valeur unique de la force du signal. La mesure directe de la puissance dans la gamme des fréquences radio remplace la mesure de la tension et du courant.
Unité de mesure
La puissance est définie comme le travail effectué par unité de temps. L'unité de base est le watt (W), et 1W équivaut à faire 1 joule de travail en 1 seconde. Les unités de puissance couramment utilisées comprennent les mégawatts (1MW=10^6W), les kilowatts (1KW=10^3W), les milliwatts (1mW=10-3W), les microwatts (1μW=10-6W), les picowatts (1Pw=10-12W).
Une autre unité de puissance courante est exprimée en décibels milliwatts (dBm). Il prend 1 milliwatt comme niveau de référence P0 = 1 mW, et la valeur de puissance réelle P (mW) est comparée à P0 puis prise en logarithme. C'est l'unité absolue du pouvoir.
Les décibels watts (dBW) peuvent également être utilisés comme unité de puissance, à ce moment P0=1W, c'est-à-dire 1dBW=30dBm.
Composition
Le wattmètre se compose de deux parties, un capteur de puissance et un indicateur de puissance. Le capteur de puissance est également appelé sonde de mesure de puissance, qui convertit le signal électrique haute fréquence à travers l'énergie en un signal électrique pouvant être détecté directement. L'indicateur de puissance comprend l'amplification, la conversion et l'affichage du signal. L'écran affiche directement la valeur de la puissance. Utilisez un câble pour connecter le capteur de puissance et l'indicateur d'alimentation. Afin de répondre aux besoins de différentes fréquences, différents niveaux de puissance et différentes structures de lignes de transmission, un wattmètre doit être équipé de plusieurs sondes de wattmètre avec différentes fonctions.
Classement des produits
Selon la fréquence de signal mesurée, le wattmètre peut être divisé en : wattmètre CC, wattmètre à fréquence industrielle, wattmètre à fréquence variable, wattmètre RF et wattmètre micro-ondes.
Étant donné que le courant continu est égal au simple produit de la tension et du courant, dans la mesure réelle, le voltmètre et l'ampèremètre sont généralement utilisés à la place. Le wattmètre à fréquence industrielle est un wattmètre couramment utilisé, et le wattmètre auquel on fait souvent référence fait généralement référence à un wattmètre à fréquence industrielle. Le wattmètre à conversion de fréquence est le produit du développement rapide de la technologie de régulation de la vitesse de conversion de fréquence au 21e siècle. L'objet de mesure est la puissance à fréquence variable, qui fait référence à la puissance CA utilisée pour transmettre la puissance et remplit l'une des conditions suivantes :
Formes d'onde de puissance à fréquence variable et spectres de fréquence communs (5 Zhang)
1. Le spectre du signal ne contient qu'une seule composante de fréquence et la fréquence n'est pas limitée au signal CA de fréquence d'alimentation.2. Le spectre du signal contient des signaux électriques avec au moins deux composantes de fréquence d'intérêt.
La puissance à fréquence variable comprend la puissance active, la puissance réactive, la puissance apparente, la puissance active et la puissance réactive dérivées de la tension, du courant et de la tension et du courant.
En plus de la sortie d'onde PWM par l'onduleur, la forme d'onde de courant entrée par l'onduleur redressé par diode, la forme d'onde de tension sortie par le hacheur CC, la forme d'onde de courant d'entrée du transformateur sans charge, etc., contiennent toutes des harmoniques plus importantes. , La figure de droite montre les formes d'onde et les spectrogrammes associés de puissance de fréquence variable commune.
En raison des composantes de fréquence complexes de la puissance à fréquence variable, la mesure des wattmètres à fréquence variable comprend généralement la puissance active fondamentale (appelée puissance fondamentale), la puissance active harmonique (appelée puissance harmonique), la puissance active totale, etc. le wattmètre à fréquence industrielle, il a plus de fonctions et une technologie plus compliquée. Il est généralement appelé analyseur de puissance à fréquence variable ou analyseur de puissance à large bande. Certains analyseurs de puissance de haute précision sont également adaptés à la mesure de puissance à fréquence variable.
L'analyseur de puissance à conversion de fréquence peut être utilisé comme analyseur de puissance à fréquence industrielle. De plus, il doit généralement répondre aux exigences suivantes :
1, répondre aux exigences de bande passante nécessaires et échantillonner La fréquence doit être supérieure à deux fois la bande passante de l'instrument.
2. La précision de l'analyseur est requise pour répondre à certaines exigences dans une large plage de fréquences.
3. Avec la fonction de transformation de Fourier, il peut séparer l'onde fondamentale et l'harmonique du signal.
Selon les différentes méthodes de connexion du système de test, les compteurs de puissance radiofréquence ou micro-ondes peuvent être divisés en :
Il existe deux types de type terminal et de type traversant. Le wattmètre terminal utilise la sonde du wattmètre comme charge terminale du système de test, le wattmètre absorbe toute la puissance à mesurer et l'indicateur de puissance lit directement la valeur de puissance. Compteur de puissance de type traversant, il utilise certains dispositifs de couplage, tels que des coupleurs directionnels, des boucles de couplage, des sondes, etc., pour coupler une partie de la puissance de la puissance transmise selon un certain rapport, et l'envoyer au compteur de puissance pour la mesure. La puissance totale transmise est égale à la puissance. Multipliez la valeur indiquée par le facteur d'échelle.
Les compteurs de puissance radiofréquence ou micro-ondes sont classés par sensibilité et plage de mesure
Les wattmètres de type thermistance utilisent la résistance thermique comme éléments de détection de puissance. Le coefficient de température de la valeur de résistance thermique est relativement grand. La puissance du signal à mesurer est absorbée par la résistance thermique pour générer de la chaleur, ce qui fait augmenter sa propre température et la valeur de la résistance change de manière significative. Le pont de résistance est utilisé pour mesurer le changement de valeur de résistance et afficher la valeur de puissance.
La jonction de thermocouple dans le wattmètre à thermocouple absorbe directement la puissance du signal haute fréquence, la température de la jonction augmente et le potentiel électrique de différence de température est généré. L'amplitude du potentiel électrique est proportionnelle à la valeur de la puissance haute fréquence absorbée.
Le wattmètre calorimétrique est un wattmètre à effet thermique typique. Il utilise une charge isolée thermiquement pour absorber la puissance du signal haute fréquence afin d'augmenter la température de la charge, puis utilise un élément thermocouple pour mesurer le changement de température de la charge. Calcul de la chaleur valeur de puissance haute fréquence.
Le détecteur à diode à cristal de type détecteur de puissance transforme le signal haute fréquence en signal basse fréquence ou courant continu. Choisissez correctement le point de fonctionnement de sorte que l'amplitude du signal de sortie du détecteur soit proportionnelle à la puissance du signal haute fréquence.
Classé par signal mesuré
Il existe des compteurs de puissance à onde continue et des compteurs de puissance à impulsions de crête.
Indicateurs techniques
Conversion de fréquence
Compteur de puissance pour la mesure de puissance de conversion de fréquence (3 photos)
Ce qui suit est la conversion de fréquence Indicateurs techniques typiques des analyseurs de puissanceBande passante : 50 kHz ~ 100 kHz ;
Fréquence d'échantillonnage : plus de deux fois la bande passante ;
Niveaux de précision de tension et de courant : 0,02, 0,05, 0,1 niveau, 0,2 niveau, 0,5 niveau ;
Niveau de précision de puissance : 0,05 niveau, 0,1 niveau, 0,2 niveau, 0,5 niveau, 1 niveau ;
Le niveau de précision s'applique à la plage de fréquence fondamentale DC, 0,1 Hz ~ 400 Hz ;
Plage de tension applicable pour le niveau de précision : 0,75%Un~150%Un ;
Plage de courant applicable pour le niveau de précision : 1 % In~200 % In ;
Plage de facteur de puissance applicable pour le niveau de précision : 0,05~1.
RF
Voici les indicateurs techniques typiques du wattmètre RF
Gamme de puissance
Garantir la précision de la mesure La plage maximale et minimale de puissance mesurable. La plage de puissance du wattmètre est déterminée par la sonde de puissance.
Puissance maximale admissible
La valeur de puissance d'entrée maximale à laquelle la sonde n'est pas endommagée, se réfère généralement à la puissance moyenne. Lors de la mesure de signaux de crête de haute puissance, veillez à ce que la tension de crête ne puisse pas dépasser une certaine valeur, sinon cela provoquerait une panne de tension. Le wattmètre ne doit pas être utilisé pour mesurer des signaux supérieurs à la valeur de puissance admissible, sinon la sonde de puissance sera brûlée.
Gamme de fréquences
La gamme de fréquence du signal mesuré qui peut garantir la précision de la mesure et les indicateurs de performance.
Précision de mesure
fait référence à la précision de la sonde de puissance après étalonnage et correction. N'inclut pas l'erreur de non-concordance du système de test.
Stabilité
La stabilité du wattmètre dépend de la stabilité de la sonde de puissance et de la dérive zéro de l'indicateur et des interférences sonores.
Temps de réponse
Également appelée constante de temps de l'élément du capteur de puissance. Se réfère généralement au temps nécessaire à l'indicateur de puissance pour atteindre 64% de sa valeur stable.
Modèle et impédance de la sonde
Lors de la sélection d'une sonde de wattmètre, la fréquence et la plage de puissance de la sonde de puissance doivent être cohérentes avec le signal testé. La structure et l'impédance doivent correspondre à la ligne de transmission testée.
paramètres techniques
Gamme de fréquence 9KHz～110GHz (selon le capteur)
Plage de puissance -70～+44dBm
Précision absolue de la précision de la mesure : (logarithme) ±0,02 dB ; (linéarité) ±0,5%
Précision relative : (logarithme) ±0,04 dB ; (linéarité) ±1,0%
Méthode logarithmique de résolution : 1,0 ; 0,1 ; 0,01 et 0,001 dB (réglage par défaut : 0,01 dB)
Méthode linéaire : 1 à 4 chiffres (réglage par défaut : 3 chiffres)
p>Valeur maximale SWR1.06 (l'option 003 peut atteindre 1.08)
Capteurs applicables : capteurs de la série E, capteurs de la série 8480
Mesure de puissance moyenne sur le terrain d'application commune (telle que le service de maintenance sur site)
Configuration standard de garantie et d'étalonnage : garantie globale de 3 ans et cycle d'étalonnage de 2 ans
étapes de fonctionnement
Connectez la sonde à l'hôte via un câble
Connectez la sonde à la source d'étalonnage hôte après la mise sous tension et le préchauffage, appuyez sur la touche d'étalonnage pour étalonner
Après étalonnage, retirer la sonde et régler la fréquence du point de test Prendre des mesures
Précautions
Avant utilisation, notez que le wattmètre et le signal mesuré partagent la même masse
Faites attention au choix de la direction et de la portée de la sonde
Ne connectez pas le port connecté à l'antenne du wattmètre à l'émetteur RF de l'appareil. Il est facile de brûler le wattmètre.
Assurez-vous d'utiliser la source d'étalonnage pour étalonner avant de mesurer.
La fréquence de synchronisation de puissance utilisée et la fréquence mesurée doivent être les mêmes
Lorsque la puissance mesurée est inférieure à -50dBm, le zéro doit être remis à zéro avant le test
Application du produit
Mesure de puissance optique
est utilisé pour mesurer la puissance optique absolue ou la perte relative de puissance optique à travers une section de fibre optique. Dans les systèmes à fibre optique, la mesure de la puissance optique est la plus élémentaire, un peu comme un multimètre en électronique. Dans la mesure des fibres optiques, le wattmètre optique est un appareil de mesure couramment utilisé. En mesurant la puissance absolue de l'émetteur ou du réseau optique, un wattmètre optique peut évaluer les performances du dispositif optique. L'utilisation d'un wattmètre optique en combinaison avec une source lumineuse stable peut mesurer la perte de connexion, vérifier la continuité et aider à évaluer la qualité de transmission des liaisons en fibre optique. Pour sélectionner un wattmètre optique adapté à l'application spécifique de l'utilisateur, il convient de prêter attention aux points suivants :
1, sélectionnez le meilleur type de sonde et le type d'interface
2, évaluez la précision de l'étalonnage et les procédures d'étalonnage de fabrication pour correspondre à la portée de vos exigences en matière de fibre et de connecteur.
3. Assurez-vous que ces modèles sont compatibles avec votre plage de mesure et votre résolution d'affichage.
4. Avec la fonction dB de mesure de perte d'insertion directe.
Test électrique
Application de l'analyseur de puissance à conversion de fréquence (7 photos)
L'analyseur de puissance à conversion de fréquence convient à la propulsion électrique, au moteur, au ventilateur et à la pompe à eau. lampes fluorescentes, éclairage LED, etc.