生活中大家經(jīng)常會遇到Bug的情況，不管是手機(jī)的日常調(diào)皮還是電腦的偶爾“歇息”都會讓人心情不佳，那么用于測試的儀器也會出現(xiàn)這樣的情況，今天以WT系列功率計為案例，為大家分析一下原因。一起來探答案吧！

1、實際考察的問題

     測試時采用的是AC電源驅(qū)動電源產(chǎn)品，由電子負(fù)載控制輸出功率，通過WT系列功率分析儀測量電流、電壓、功率等參數(shù)，電壓采用并聯(lián)的方式、電流采用100A額定的shunt采集，壓降由BNC線接入WT系列功率計的外部傳感器端子。

     在一般狀態(tài)下的，電流/電壓功率等電力參數(shù)測試數(shù)據(jù)都沒有表現(xiàn)出異常的現(xiàn)象，但在低載約80VA測試時（約數(shù)百毫安電流），WT系列功率計則表現(xiàn)出：視在功率=0、無功功率=0、電流=0、讓人摸不著頭腦的是此時有功功率會顯示數(shù)十W的數(shù)值（波動較大）。

     在實驗檢測中，為了保證數(shù)據(jù)的真實性和可靠性，如上圖所示采用兩臺WT同時測量(電壓并聯(lián))，對同一個外部傳感器的電流信號來進(jìn)行測試。

2、原理解析

      根據(jù)上述所示的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)來說，的確出現(xiàn)了比較奇怪的狀況。在大家之前所學(xué)習(xí)過的中學(xué)物理及電工原理中對于有功、無功、視在功率的定義方式如下圖所示：

     由上述定義可以明白，對于交流功率，視在功率一定是大于或等于有功功率，所以有功功率不等于零而視在功率為零的情況是不可能發(fā)生的。但是WT系列功率計測量時出現(xiàn)的問題，是否代表著WT運(yùn)算Bug或是儀器存在故障？

     可想而知是不存在的，因為儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)中沒有顯示Bug或是故障的現(xiàn)象，所以有關(guān)于這個BUG的現(xiàn)象的存疑問題就要從功率計測量原理來聊起。

     在上面展示的公式中可以看到，電壓Urms、電流Irms、有功功率P的測量都是通過瞬時采樣的電流、電壓進(jìn)行積分運(yùn)算后平均，但WT系列功率計顯示的視在功率S和無功功率Q是通過怎樣的方法來得出來的？

視在功率S=UrmsxIrms  |   Q2=S2-P2(1P2W)

     由此我們可以看到，WT系列功率計顯示的視在功率與測量的有功功率P之間沒有存在任何關(guān)聯(lián)，S的大小取決于Urms和Irms，這樣我們就很清楚的明白為什么有功功率P有數(shù)值顯示，但視在功率和無功功率都為0，關(guān)鍵的原因就在于Irms為0。

     疑惑的是明明有80VA的輸出，為什么Irms測量數(shù)值會是0？這是因為功率計對測量的顯示范圍有如下規(guī)定（WT210）：

    假如電壓或電流降到額定量程的0.5%(峰值因素3；峰值因素6時，為1.0%)以下，視在功率(VA)和無功功率(var)將顯示“0”，功率因數(shù)(PF)和相位角(deg)則顯示“err”。

     如下圖所示列舉了當(dāng)前主流WT系列功率計的Urms和Irms顯示范圍（額定量程）

     對于此次的實測案例，采用的則是100A額定的分流器，由此可以判斷出，此時的電流一定是小于500mA，因為數(shù)值小于小顯示范圍所以就很容易被忽視。但是有功功率P有數(shù)值是如何顯示出來的？在上述的公式中可以了解到，有功功率是電壓瞬時值與電流瞬時值相乘，雖然現(xiàn)在的電流很小但電壓瞬時值卻十分大，相乘之后的數(shù)值達(dá)到了小可顯示值的要求，因此有功功率有數(shù)值顯示。

    現(xiàn)在所顯示的有功功率P可靠嘛？當(dāng)然是不可靠的。先按WT210的誤差來計算，有功功率誤差0.2% 加上0.2級的分流器誤差，那么誤差至少0.4%，此時的功率量程300Vx100A=30KW，這樣表明了誤差已超過120W，幾十W波動如此大的顯示值一點(diǎn)也不真實。此外即使Irms有顯示，100A額定的分流器，幾百毫安的電流壓降也就零點(diǎn)幾個毫伏，這么小的電壓在接入外部傳感器端子時，外界的噪聲和干擾會會覆蓋真實信號，造成電流及有功P測量顯示“假數(shù)據(jù)”。

3、解決方案

     面對這樣的情況（大電壓/小電流）到底如何進(jìn)行精準(zhǔn)測量呢？建議使用儀器本體測量，即電流直接串聯(lián)的方式，如下圖所示：

     大電壓小電流時，可使用如上圖所示的電流表內(nèi)接的方式，用來避免電壓表分流產(chǎn)生的影響。橫河功率計WT310E有5mA~20A大范圍量程，能夠達(dá)到測量毫瓦級的待機(jī)功耗以及大23A電流測試，能滿足大部分家電以及小功率電源的全程動態(tài)測量。除此之外橫河功率分析儀WT5000的5A模塊小5mA量程，有效輸入1%(50μA)，0.03%精度可以勝任更高的測試需求。

     當(dāng)前大部分的測試滿載電流都超過50A，也會使用到高精度的零磁通傳感器(如CT60、CT200等)，這類傳感器具有萬分級的精度和較高的交流信號測量帶寬，但面對1A以下信號的直接測量也沒辦法達(dá)到佳的效果。對此能否使用CT測量1A以下小電流？對此建議可以通過多繞匝的方式有效地提高CT測量小電流的精度。

    為大家舉個例子：測試電流500mA，假如導(dǎo)線足夠長，可以在CT環(huán)上繞匝10圈，那么就與測量5A的效果是一樣的，將原800:1衰減比設(shè)置為80:1，通過這種方法可以有效擴(kuò)展固定衰減比CT的測量范圍。提醒一下大家在使用此法測量時，要確保實測電流x繞匝數(shù)≤CT可測量電流。

    對于測試這種小電流時少部分工程師也會使用示波器用的可變比例的霍爾電流探頭，有些霍爾電流探頭有很高的帶寬、μA級的電流分辨率和可變衰減比例(萬倍動態(tài)測量范圍)，但在面對功率測量的話這種方法是不推薦的，因為霍爾型電流探頭精度一般在1%～3%左右，所產(chǎn)生的誤差結(jié)果對于普遍千分級精度的功率測量是不能接納的。因此目前的電源產(chǎn)品設(shè)計要求和瓶頸非常高，效率提高0.1%都特別困難，1%以上的誤差對于測試工程師來說簡直不要太難受了。

4、小總結(jié)：

     在面對怪異現(xiàn)象時，需要做到冷靜分析。從根本找問題，沒有任何一款一起可以滿足所有需求，且都會存在不可否認(rèn)的短板，所以大家面對正常現(xiàn)象放平心態(tài)為重要！還有其他疑問可在線咨詢，或致電客服！