率计测量电率的仪器。般是在直流和低频术中测量率的率计,又可称为瓦计。
率计由率传感器和率示器两分组成。率传感器也称率计探头,它把频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号。率示器包括信号放大、变换和显示器。显示器直接显示率值。 率传感器和率示器之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同率电平和不同传输线结构的需要,台率计要配若干个不同能的率计探头。
率简介
率是表征电信号性的个重要参数。率计是测量电信号有率的仪表。
在直流和低频范围,可以通过测量电压和电流计算率,率的瞬时值可用下式表示:
对于周期为T的周期信号,个周期内的瞬时率的平均值,称为有率。有率按下式计算:
对于正弦电路,下式成立:
上式中,U、I分别为正弦交流电的有效值,φ为电压与电流信号的相位差。
对于非正弦电路,假设U、I为交流电量n次谐波分量的有效值,φ为电压n次谐波分量与电流n次谐波分量的相位差,P为n次谐波分量的有率,上式仍然成立。当n=1时,P为基波有率。
在频和微波频段,有TEM波和非TEM波之分。在TEM波的同轴系统中,电压和电流虽有确切含意,但测量其对值很困难。在波导系统中,因为存在不同的电磁模式,电压和电流失去性。在个频段和各传输系统中,率是单值表征信号强度的重要方法。在射频范围直接测量率代替了电压和电流的测量。
折叠编辑本段度量单位
率定义为单位时间内所做的。基本单位为瓦(W),1W等于在1秒内做1焦耳的。常用的率单位还有兆瓦(1MW=10^6W)、千瓦(1KW=10^3W)、毫瓦(1mW=10-3W)、微瓦(1μW=10-6W)、皮瓦(1Pw=10-12W)。
另种常用的率单位以分贝毫瓦(dBm)表示。它以1毫瓦为基准电平P0=1mW,实际率值P(mW)与P0后取对数。这是率的对单位。
也可用分贝瓦(dBW)作为率单位,此时P0=1W,即1 dBW=30 dBm。
率计组成
率计由率传感器和率示器两分组成。率传感器也称率计探头,它把频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号。率示器包括信号放大、变换和显示器。显示器直接显示率值。 率传感器和率示器之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同率电平和不同传输线结构的需要,台率计要配若干个不同能的率计探头。
产品分类
根据被测信号频率,率计可分为:直流率计、频率计、变频率计、射频率计和微波率计。
由于直流率等于电压和电流的简单乘积,实际测量中,般采用电压表和电流表替代。频率计是应用较普遍的率计,常说的率计般都是频率计。变频率计是21纪变频调速术速发展的产物。其测量对象为变频电量,变频电量是用于传输率的,并且满足下述条件之的交流电量:
1、信号频谱仅包含种频率成分,而频率不局限于频的交流电信号。
常见变频电量波形及频谱
常见变频电量波形及频谱
2、信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。
变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有率、无率、视在率、有电能、无电能等。
除了变频器输出的PWM波,二管整流的变频器输入的电流波形,直流斩波器输出的电压波形,变压器空载的输入电流波形等,均含有较大的谐波,右图中为常见变频电量的波形及相关频谱图。
由于变频电量的频率成分复杂,变频率计的测量般包括基波有率(简称基波率)、谐波有率(简称谐波率)、总有率等,相比频率计而言,其能较多,术较复杂,般称为变频率分析仪或宽频率分析仪,分度率分析仪也适用于变频电量测量。
变频率分析仪可以作为频率分析仪使用,除此之外,般还需满足下述要求:
1、满足要的带宽要求,并且采样频率应于仪器带宽的两倍。
2、要求分析仪在较宽的频率范围之内,度均能满足定的要求。
3、具备傅里叶变换能,可以分离信号的基波和谐波。
射频或微波率计按照在测试系统中的连接方式不同,又可分为:
有终端式和通过式两种。终端式率计把率计探头作为测试系统的终端负载,率计吸收待测率,由率示器直接读取率值。通过式率计,它是利用某种耦合装置,如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的率中按定的比例耦合出分率,送入率计度量,传输的总率等于率计示值乘以比例系数。
射频或微波率计按的灵敏度和测量范围分类
测热电阻型率计使用热变电阻做率传感元件。热变电阻值的温度系数较大。被测信号的率被热变电阻吸收后产生热量,使其自身温度升,电阻值发生显著变化,利用电阻电桥测量电阻值的变化,显示率值。
热电偶型率计热电偶型率计中的热偶结直接吸收频信号率,结点温度升,产生温差电势,电势的大小正比于吸收的频率值。
量热式率计典型的热效应率计,利用隔热负载吸收频信号率,使负载的温度升,再利用热电偶元件测量负载的温度变化量,根据产生的热量计算频率值。
晶体检波式率计晶体二管检波器将频信号变换为低频或直流电信号。适当选择作点,使检波器输出信号的幅度正比于频信号的率。
按被测信号分类
有连续波率计和脉冲峰值率计。
率范围
保证测量度的可测率大值和小值范围。率计的率范围决定于率探头。
大允许率
探头不被损坏的大输入率值,通常平均率。在测量大率峰值信号时,注意峰值电压不能过定值,否则成电压击穿。使用率计时对不能测量大于允许率值的信号,否则会成率探头烧毁。
频率范围
能保证测量度和性能标的被测信号的频率范围。
测量度
率探头校准修正后的度。不包括测试系统的失配误差。
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