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Pico示波器進(jìn)行電源及其功率因數的分析 ------上海子爾 如果你需要測量電源功率，甚至計算出功率因數，那么Pico示波器內置的高級數學(xué)函數功能完全可以作為一臺功率分析儀來(lái)使用。即Pico示波器除了可以作為示波器、信號發(fā)生器，頻譜分析儀使用外，還可以作為一臺功率分析儀。下面介紹其具體使用。 1、系統配置 測試儀器如下： ① 臺扇，額定功率25W，220V~240V ② PicoScope 3206 PC示波器（2通道） ③ 筆記本電腦，安裝PicoScope 6 軟件 ④ Pico TA009，60A電流鉗 ⑤ Pico TA041，700V差分探頭 ⑥ 改良的延長(cháng)線(xiàn)，主要將火線(xiàn)和地線(xiàn)分開(kāi)，用熱收縮套管保護，以起到雙絕緣的效果 ⑦ 電源接線(xiàn)盒，便于差分探頭輸入端4mm插頭安全的插接在電源上。 2、通道設置 將風(fēng)扇插入改良過(guò)的延長(cháng)線(xiàn)中，然后再插入電源。打開(kāi)電流鉗，按“ZERO”按鈕歸零，然后將電流鉗夾在延長(cháng)線(xiàn)的火線(xiàn)上，電流鉗BNC端連接到示波器的A通道。打開(kāi)筆記本電腦上的PicoScope 6軟件，設置A通道觸發(fā)，選擇A通道定制探頭中的“60A current clamp(20A mode)”選項。之后，打開(kāi)風(fēng)扇，我們看到一個(gè)PicoScope界面顯示一個(gè)有噪聲的失真的正弦波形(見(jiàn)Figure 1所示)。 打開(kāi)差分探頭，設置x100檔位，連接到B通道，選擇x100 定制探頭，然后我們看到一個(gè)干凈的240V正弦波(見(jiàn)Figure 2所示)。 3、測量和計算 在采集到風(fēng)扇的電壓和電流波形之后，我們就可以用Pico示波器的數學(xué)通道功能。首先創(chuàng )建一個(gè)新通道，看起來(lái)類(lèi)似于輸入通道，但是卻是對一個(gè)或多個(gè)通道進(jìn)行數學(xué)運算得到的。該實(shí)驗中，我們需要計算瞬時(shí)功率。通過(guò)菜單“工具>數學(xué)通道”打開(kāi)一個(gè)數學(xué)通道對話(huà)框，然后勾選羅列在對話(huà)框中的“A*B函數”（對話(huà)框中羅列了常用的函數，如果沒(méi)有您需要的函數，可以自己用公式創(chuàng )建一個(gè)）。這樣就創(chuàng )建了第三個(gè)通道，用于顯示瞬時(shí)功率隨時(shí)間的變化。默認情況下，該功率通道垂直軸的單位是“?”，因此我們需要將其改為“W”，國際單位制中的瓦特。我們也可以將該通道曲線(xiàn)的顏色改為綠色，這樣對比更加明顯。綠色曲線(xiàn)顯示每個(gè)工頻周期內瞬時(shí)功率隨著(zhù)電扇發(fā)動(dòng)機的旋轉和電流相位的變化情況(見(jiàn)Figure3所示)。 接下來(lái)是添加一個(gè)自動(dòng)測量值。在PicoScope 6中有一個(gè)快捷按鈕，點(diǎn)擊打開(kāi)增加測量值對話(huà)框，選擇通道源和測量值類(lèi)型。這里增加3個(gè)測量值：數學(xué)通道中的DC平均值，輸入電流和電壓的RMS值(見(jiàn)Figure4所示)。 測量表格中顯示該設備運行的平均功率是19W，這也正好跟風(fēng)扇低功率模式下的值相符。不過(guò)還有一點(diǎn)小小的錯誤，這里測試的是50ms內的平均電源功率，卻不是20ms的整數倍周期的平均功率。我們其實(shí)可以通過(guò)兩個(gè)標尺來(lái)將測量值的計算時(shí)長(cháng)限制在20ms或者40ms內，從而達到精確測量的。 計算功率因子 測量表格中的第二行和第三行分別是電流和電壓的RMS值�，F在我們有足夠的數據來(lái)評估功率因子(pf)，計算公式如下： pf= PR/PA 其中PR是實(shí)際功率，PA是視在功率，兩者都是一個(gè)電源周期下的平均值。 PR=19.32W 視在功率PA也是很容易計算的。它是由產(chǎn)品電流和電壓的RMS值來(lái)計算的。 PA=0.1307A×246.9V≈32.27 W 所以功率因子 Pf≈19.32W/32.27W≈0.60 4、結論 這里我們已經(jīng)看到如何用PicoScope來(lái)查看電源功率波形。用Pico6軟件中內置的測量和計算功能，很容易計算出設備的實(shí)際功率，視在功率和功率因子。功率因子參數在產(chǎn)品的資格預審測試中是非常有用的，同時(shí)也可以省下額外購買(mǎi)測試低功率因子電子設備的費用。 
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