功率分析仪精度计算详解之量程误差：

来自不同制造商的数字功率分析仪大多基于相同的基本原理。然而，对比精度时，有时很难识别它们之间的重要差异。图1显示了影响设备测量精度的重要因素。本文将带您深入了解这些因素，并将重点放在那些容易被大家忽略的使用缩小字体陈述的细则上。

测量范围和峰值因数

测量范围通常会影响功率分析仪的准确性。特别是，绝大多数制造商都是根据以下公式将电压、电流和功率的精度定义为：

±（读数%+量程%）

而后者“量程”有两种不同的定义。第一种是，带有指定的峰值因数的有效值（TRMS）范围。第二种是，峰值测量范围。此时，分歧出现了：

基于峰值还是基于有效值的测量范围定义，哪种方式更科学，它如何影响整体精度？

传统的模拟仪器将信号的直流或均方根（RMS）分量关联起来以显示真实值。由于这些仪器的工作原理中存在一些与模拟相关的特性（例如，饱和度、元件的非线性区间），可能会出现将远高于均方根值的峰值信号截断的情况。因此，这些仪器必须指定一个最大允许峰值因数（波形的峰值与其均方根值的比值），以保证读数在规格范围内。然而，并没有对最大可测量峰值的具体限制。因此，用于误差计算的量程是正弦波信号的有效值（均方根值）量程。

然而，现代数字功率分析仪处理的是采样信号，因此在其测量路径中使用模数转换器（ADC）。测量范围现在被定义为ADC能够采样的最大值。RMS可以大到这个最大值（例如，在DC的情况下），也可以远远小于这个值（例如，在浪涌电流的情况下）。由于这个原因，W一有物理依据的用于误差计算的量程值是峰值，即ADC的量程。

为了更好地理解上述内容，让我们对比两个具有相同RMS值的不同信号：一个正弦波信号，峰值因数约为√2 ≈ 1.414，以及一个高度失真信号，峰值因数较高，如图2所示。

一般来说，基于RMS值量程的功率分析仪设置的测量范围，可以完整测量RMS值的1.414倍的峰值，前提是信号是正弦波或峰值因数小于1.414。否则，如果信号的峰值因数大于1.414，将导致“削峰”现象，因为波形的峰值将超过测量范围的最大能力。

一些基于RMS量程范围的制造商可以选择仪器的峰值因数（通常为3或6），以减少因削峰导致的测量误差的可能性。然而，来自现代电力电子应用的高度失真信号经常会有超过预定义峰值因数的峰值。

另外，打个比方，对于一个100V峰值的信号，它可以来自于一个有效值70V峰值因数1.43的信号，也可以来自于一个有效值只有5V但峰值因数是20的信号。因此，峰值因数对于信号而言有一定的意义，因为它可以用于判断信号的峰值并选择合适的量程，但对于测量仪器而言并没有意义。

总体而言，对于具有ADC采样的现代测量仪器，指定基于均方根值的测量范围用于误差计算是没有意义的。因此，为了向用户提供可信且有意义的规格参数，ZES ZIMMER，声明了相关的测量范围的峰值用于误差计算，因为它代表了ADC的真实上限。