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功率测量及其背景知识科普(一)
上传时间:24-02-14

功率测量及背景知识

1)整流值(Rectified)

整流值是一个历史上使用的值,现在只有一些很少的应用需要它(如它与磁通量Bpk成正比,在某些变压器应用里比较重要)。

当第一个交流信号出现时,创建了整流值。那时使用了很多动圈式仪表。但它们测量的只是平均值(直流值),这对于正弦信号是零。解决这个问题的第一个简单方法是整流该信号并取整流信号的平均值:

公式1:整流成分的一般定义

通过这个定义,可以选择任意时间间隔来得到一个整流值。在实际中通常是周期性信号,这些信号的重复周期时间是T。所以如果把T代入到公式1中,就得到通常的公式:

公式2:周期性信号的整流成分

整流值的缺点是:对于很多应用来说想得到的是与电阻吸收的功率成正比的有效值(见“有效值”)。为此,可以计算信号的整流值和有效值之间的比例系数,该系数称为形状因数,它在很大程度上取决于信号的波形。因此,在动圈式仪表中已经集成好用于正弦波的形状因数,对于其他波形来说,测量得到的有效值是错误的。

结论

■ 整流值是整流信号的平均值

■ 实际上对于整流值必须定义一个时间间隔

■ 对于每一个波形,整流值都有不同的比例来得到有效值。

2)直流值(DC)

01  纯直流信号

最简单的情况就是信号的大小和方向都不随着时间而变化。

直流信号的定义非常简单:

直流信号永远具有相同的幅值

从理论上讲,“永远”是在无限的时间内运行的,所以在实际中可以定义一个时间间隔:

直流信号在时间间隔内具有相同的幅值。

例如:这个时间间隔是由信号施加的时间或者信号需要测量的时间来定义。

02  混合信号

直流信号(或者说信号的直流成分)还有另外一种可能的定义。如您所知,您可根据傅里叶变化把每个信号分解成许多不同频率、不同幅值、不同相位的正弦信号的叠加。这些正弦信号有一个特例是信号的直流成分(可以被描述为0Hz频率的余弦函数)。

据此,直流成分的定义是一个信号的平均值。

公式如下(在这里和其他所有例子我们使用电压来描述,如果你想用电流来描述,也是一样的):

公式1:直流成分的一般定义

当然这个公式也同样适用于纯直流信号。通过这个定义,可以选择任意时间间隔来得到一个直流信号。在实际中通常是周期性信号,这些信号的重复周期时间是T。所以如果把T代入到公式1中,就得到通常的公式:

公式2:周期性信号的直流成分

结论

■ 直流成分是信号的平均值

■ 实际上对于直流信号必须定义一个时间间隔

时间:2022年2月16日, 作者:电励士(上海)-高美测仪    关键词:功率测量及背景知识

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