数据更新率最大20s的专题解析

PA6000功率分析仪的数据更新率最小是10ms,最大是20s,那么这个20s的数值代表什么意义呢?

首先介绍一下20s的技术含义,从功率分析仪的测量原理上可以得知,在此模式下,以20s作为一个时间段,功率分析仪将在第一个20s进行采样,第二个20s采样与计算线程同时启动,采样线程继续采样,计算线程则将提取第一个20s采样到的数据进行计算并得到测量结果。

原理相对简单,但数据更新率为何最大是20s,而不是40s或者60s呢?这里涉及两个问题,一是硬件限制问题、二是算法问题。

硬件限制既是功率分析仪配置的内存容量,目前PA6000功率分析仪的内存容量为1G,极限是支持7个功率模块20s的最大数据更新率。国际同类的功率分析仪主流都是七年前甚至十几年前更早期的米乐官方版m6(中国)官方网站IOS/安卓通用版/手机APP,内存仅有100余兆,那又是如何做到20s的最大数据更新率呢?这就引入第二个算法的问题,国外同类功率分析仪,在做20s的数据采样过程中,降低了采样率,将标称的200K/s的采样率,降到20K/s,这样参与计算的数据量大幅降低,从而节省了内存,实现了在内存容量极低的情况下做到20s的数据更新率。

但这种降采样率的计算方法存在严重的弊端,众所周知由于采样率下降,被测信号的大部分高频成分将会丢失,测量结果的准确性也将随之下降,特别是在高频信号的测量方面。PA6000功率分析仪本着严谨科学的米乐官方版m6(中国)官方网站IOS/安卓通用版/手机APP设计理念,为客户提供最真实的测量结果。

20s的数据更新率,有用吗?20s数据更新率下,高频成分的丢失,对测量结果的影响很重要吗?

这两个问题引入了20s数据更新率的应用意义,功率分析仪在测量交流信号的电压与电流相角、功率因素、无功功率等数据时,数据更新率需要是交流信号周期的10倍或更高。以50Hz交流信号为例,周期是20ms,若准确测量该信号的相角、功率因素等参数,功率分析仪的数据更新率需要大于200ms,由此可以计算出20s的数据更新率能够准确测量低至0.5Hz的交流信号,也就是说低频信号的测量需要较长时间的数据更新率!

变频器输入信号就是含有大量高频成分的低频信号

低频信号的测量主要应用于变频器测试领域,变频器的基波频率范围约0.5Hz~100Hz,载波频率在1K~20K之间(高频成分)。变频器在低转速驱动时,基波频率会降至很低,当降到1Hz以内时,其载波频率仍将保持在在1K~20K之间,也就是说,此时变频器输出信号的高频成分非常丰富,如上图所示。在此时,如

如果功率分析仪的采样率下降,测量到的电压电流数据将有10%以上的偏差,而载波频率越高测量偏差将越大,这将导致功率因素、无功功率等所有运算结果出现偏差。
目前变频器已经普及到各行各业,例如空调的电视宣传广告,1Hz变频空调核心部件既是变频器,1Hz信号下的精确能效评估,采用的测试设备就是功率分析仪。

空调变频器测试现场