功率测量的方法

核心提示功率测量的基本方法可分为两类:一类是直接测量元、器件的端电压和通过的电流,通过计算得出待测功率,这一类功率计用于测量直流或低频功率;另一类是将电磁能量转换成易于测量的形式,例如热能、光能等,然后以间接方式测出功率。这一类功率计主要应用于射频

功率测量的基本方法可分为两类:一类是直接测量元、器件的端电压和通过的电流,通过计算得出待测功率,这一类功率计用于测量直流或低频功率;另一类是将电磁能量转换成易于测量的形式,例如热能、光能等,然后以间接方式测出功率。这一类功率计主要应用于射频和微波波段,例如,量热计式功率计、测热电阻或变热电阻功率计以及光度计式功率计等,都是基于能量转换的原理来实现功率测量的。

在直流或低频段可使用直接按瓦特(W)刻度的瓦特表。在射频和微波段常采用量热计法、测热电阻法、微量热计法和热电法、光度计法等。 将电磁能量转换成热能来测量。变换器是感应、吸收电磁能量的负载,称为量热体。负载吸收功率,使之转换成热能,从而量热体温度上升,检测其温差热电势,根据功率和热电势间的关系来确定被测功率。

量热体有干负载、流体(水、油等)负载之分。实际测量中常采用替代技术来校准温度测量装置,用已知的直流(或低频)功率来替代被测射频或微波功率。量热式功率计的工作频段已达毫米波段,量程可分别做成大、中、小功率范围,单个仪器动态范围达30~40分贝,测量误差可达千分之几。量热式功率计的主要优点是准确度高、可靠性好、动态范围大、阻抗匹配好;缺点是结构和测试技术复杂,对环境温度和测试设备要求苛刻,而且测试时间长。因它能获得很高的测量准确度,世界各国都采用它作为国家功率标准。采用自动反馈电路可大大缩短测试时间,改善测量的精密度。

量热式功率计可分为替代静止式和替代流动式量热计,其主要技术指标为:频率范围:同轴系统一般到10吉赫(有的可达18吉赫),波导系统可达毫米波;量程:静止式为10毫瓦~1瓦(10瓦),流动式量热计常用来测量大功率,例如水负载量热计,量程可达2000瓦;误差:±3%~±10%;电压驻波比:1.5左右。静止量热计式功率计,是一种量热媒质静止不动的量热功率计,它由一个吸收电磁能量的隔热负载和测量负载温升的装置组成。隔热负载与周围环境保持完全隔热,当负载吸收高频功率时,温度随时间而上升,若测出负载在△t时间内的温升△T,便可求出在该时间内的平均功率。流动量热计式功率计,是一种量热媒质不断流动的量热功率计,由在液体中将电磁能量转变成热能的负载、使液体循环流动的系统以及测量循环液体温差的装置组成。流动的媒质由于吸收负载传递的热量,在液体出口处的温度将高于入口处的温度,测出温差△T,便可求出被测功率。流动量热计式功率计通常用于测量中功率与大功率;而静止量热计式功率计常用来测量小功率。测量精确度约为0.2~5%。 也称测辐射热器法,利用某些对温度敏感的电阻元件在吸收电磁能量后阻值变化的特性来测量功率。常用自动平衡电桥的直流或音频功率来替代测量射频或微波功率(图1)。所用的温度敏感的电阻元件称为测热电阻,主要有正温度系数的镇流电阻和负温度系数的热敏电阻。它适用于测量小功率,经功率标准校准后可作为传递标准。用阻抗法定度效率后来测定功率,准确度达±0.5%,有的国家用它作为国家标准。典型的测热电阻功率计的主要技术指标为:频率范围:同轴、波导系统为 2.6~40吉赫;量程:10微瓦~10毫瓦;误差:±(3~5)%;电压驻波比:1.5左右。

图中所示为测热电阻功率计原理,RT为热敏电阻,它的阻值是温度的函数。具有正温度系数的称为测热电阻;具有负温度系数的称为热变电阻。未加高频信号时RT=R,电桥达到平衡,电流计G指示为零。加上高频信号时RT吸收功率,阻值改变,电桥失去平衡,电流计G偏转。G偏转的大小取决于吸收功率的大小,由此可以通过校准,从电流计G直接读出被测功率。当测量微波波段(分米波、厘米波段等)中、小功率时,常使用由铋——锑热电偶和电子电压表等组成的微波功率计。

测热电阻功率计是广泛使用的一种小功率计。它的优点是体积小,灵敏度高,响应时间快,使用方便;缺点是过载能力差,容易烧毁(主要是镇流电阻式功率计),易受环境温度影响,宽频带阻抗匹配困难。 借助于热电元件将电磁能量变为热能并测量由于发热所形成的热电势,热电势与热电元件所耗散的射频与微波功率成正比。热电元件是耗散射频或微波能量的负载,又是将射频或微波能量转换成直流热电势的热电偶器件。新型的热电敏感器和热电薄膜功率计已获得广泛应用。这种功率计的优点是频带宽(50兆赫~26.5吉赫),动态范围宽(100微瓦~3瓦),低噪声零点漂移小,灵敏度高(可达0.1纳瓦),响应时间快和数字显示等。缺点是过载能力差,容易烧毁,长期稳定性尚待改善。

这些使用热效应法的功率计与已定度的衰减器或定向耦合器组合起来,可扩展功率量程,制成吸收式或通过式中、大功率计。

随着电子学和航天技术的迅速发展,脉冲调制的射频和微波系统得到广泛应用。这类系统的基本参量之一是脉冲峰值功率。脉冲峰值功率是指出现脉冲功率最大值的载波周期内的平均功率,而脉冲功率是指在一个脉冲持续时间内的平均功率。对于理想的矩形脉冲,峰值功率等于脉冲功率。测量脉冲峰值功率的方法主要有:①从测量出的平均功率计算脉冲峰值功率;②峰值检波法;③镇流电阻积分微分法;④取样比较法;⑤陷波法。脉冲峰值功率测量中准确度较高的是陷波法,主要技术指标为:频率范围:同轴系统0.95~2.35吉赫,和4.0~4.4吉赫,波导系统8.2~12.4吉赫;量程:10微瓦~10千瓦;准确度:同轴系统约±3%,波导系统约为±(4~6)%。此外还出现了带接口的可程控智能功率计,它可与其他仪器组成自动测试系统。 利用特殊白炽灯作为负载,吸收功率时此灯燃明,然后再通过光度计与50Hz市电电源加热后的发光亮度进行比较,从而测得被测功率。此种比较法测量功率称为光度计法。

光度计法可用于厘米波段,功率测量范围从十分之几到100瓦,测量精确度约±10%。

列出图示电路电压节点方程,并求两个独立电流源的功率

1、要遵守“发电机端守则”

由电动系功率表的原理可知,功率表的转矩与流过表内线圈的电流方向有关,一旦其中一个线圈的电流方向改变,转矩方向也会改变。为此,在功率表两个线圈对应于电流流进的端钮上,都注有称为发电机端的“*”标志。

功率表在接线时,应使电流或电压线圈带“*”标志的端钮接到电源同极性的端子上,以保证两线圈的电流方向都从发电机端流入。这就是功率表接线的“发电机端守则”。

2、合理选择电压线圈的前、后接方式

尽管电压线圈不论前接还是后接,功率表都能正偏,对于某些负载来说,测量的结果相差较小,这时两种接法采用哪种均可。但对于那些电阻(或阻抗)过大或过小的负载来说,两种接法所得结果相差较大,有时甚至出现与理论相矛盾的结果。

扩展资料

应用领域

光功率测量

用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中,测量光功率是最基本的,非常像电子学中的万用表。在光纤测量中,光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。

电气产品检试验

变频功率分析仪适用于电力推进、电机、风机、水泵、风力发电、轨道交通、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯、LED照明等领域的产品检试验、能效评测及电能质量分析。

百度百科-功率表

一,欧姆定律及其变形公式

我= U / RU = IR R = U / I

2,电力(或耗电量)公式

W = UIT = U2T / R = I2Rt =铂

W = 50R÷2500R /千瓦·H或500imp÷5000imp /千瓦·H,W = W -W本月底等

BR>第三,电功率被计算

P = W / T = UI = U 2 / R = I 2

第四,由电流式

Q所产生的热= I2Rt = UIT = U2T / R =铂= W的7肉体关系(在纯电阻R1,R2系列为例) - 欧洲五大系列电路

1的相同数量的关系

我= I1 = I2 U = U1 + U2 R = R1 + R2

T = T1 = T2 W = W1 + W2 P = P1 + P2 Q = Q1 + Q2

2分配关系

I1:I2 = 1:1 U1,U2 = W1:W2 = P1:P2 = Q1:Q2 = R 1:R 2(分压原理)

六,七并联电路关系大批量(在两个纯电阻R1,R2并行为例) - 亚洲1等体积的关系

U = U1 = U2 I = I1 + I2 1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2

T = T1 = T2 W = W1 + W2,P = P1 + P2 Q = Q1 + Q2

2阶配电关系

U1,U2 = 1:1 I1:I2 = W1:W2 = P1:P2 = Q1:Q2 = R 2:R(分流原则) - 亚洲新闻材料显示公式可以安排如下(在连接,例如,2纯电阻电路):查看

Ⅰ调查的实验串联和并联电路电流的特点:

串联电路:I = I 1 = I 2

并联电路:I = I1 + I2

Ⅱ的系列探索和实验的并联电路电压特性:

串联电路:U = U1 + U2

并联电路U = U1 = U2

Ⅲ实验,探究电流与电压之间的关系,性,总结了欧姆定律:

我= U / R

变形公式有: U = IR R = U / I

Ⅳ的实验性或理论性“伏安法”测量电阻的方法来探索串联和并联电路的电阻特性的推导,通过一系列的电路理论推导方法的原理和原则得到分路并联电路的分压:

串联电路:R = R1 + R2,U1:U2R1:R2(分压原理) - 欧洲并联电路:1 / R = 1 / R 1 +1 / R2,I 1:I 2 = R 2:R(分流原则) - 欧洲Ⅴ仪通过学习,了解如何使用功率计来测量所消耗一段时间的力量:

Wˉˉ = 50R÷2500R /千瓦W =的关系

W的末端Ⅵ通过试验探索作用多大的电流和电压,电流和功率上·H或500imp÷5000imp /千瓦·时H等

这一个月-W:其它公式

W = UIT

Ⅶ通过推导电力(在纯电阻计)以及系列和电力特性并联电路:

W = U2T / R = I2Rt =铂

串联电路中:W = W1 + W2,W1:W2 = R1:R2

并联电路:W = W1 + W2,W1:W2 = R 2:R

概念

Ⅷ电力导线和变形公式推导电力(在纯电阻而言) - 亚洲,P =Wˉˉ / T = UI

P = U 2 / R = I 2

Ⅸ通过串联和并联电路中的电功率的电特性和使用的额定功率之间的实际功率关系的推导:

串联电路:P = P1 + P2,P1:P2 = R1:R2

并联电路:P = P1 + P2,P1:P2 = R2:R1

真正的当U>(或=,(或= <)p金额

在相同的电气电阻R使用时,U2真实/ U2实际量= P / P成交,二手

Ⅹ通过实验探究电流通过热和电流,电阻的关系,通电时间的导体产生:

Q =其他计算I2Rt

Ⅺ能量转换时产生的的组合推导纯粹热电阻通电式:

Q = UIT = U2T / R =铂= W

Ⅻ由串联和由电流特性所产生的热并联电路推导出:

串联电路:Q = Q1 + Q2,Q1:Q2 = R1:R2

并联电路:Q = Q1 + Q2,Q1:Q2 = R 2:R

 
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