首頁 > 技術(shù)文章
我司做自動化行業(yè)已經(jīng)10年，在德國、美國、上海、廣東都有自己的公司，專業(yè)從事進口貿(mào)易行業(yè)。
美國BIRD鳥牌功率計4421A-10-00-0型是表征電信號特性的一個重要參數(shù)
BIRD功率計測量電功率的儀器。一般是指在直流和低頻技術(shù)中測量功率的BIRD功率計，又可稱為瓦特計。
BIRD功率計由功率傳感器和功率指示器兩部分組成。功率傳感器也稱BIRD功率計探頭，它把高頻電信號通過能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測的電信號。功率指示器包括信號放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。 功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。為了適應不同頻率、不同功率電平和不同傳輸線結(jié)構(gòu)的需要，一臺BIRD功率計要配若干個不同功能的BIRD功率計探頭。
對于非正弦電路，假設U、I為交流電量n次諧波分量的有效值，φ為電壓n次諧波分量與電流n次諧波分量的相位差，P為n次諧波分量的有功功率，上式仍然成立。當n=1時，P為基波有功功率。
在超高頻和微波頻段，有TEM波和非TEM波之分。在TEM波的同軸系統(tǒng)中，電壓和電流雖有確切含意，但測量其絕對值很困難。在波導系統(tǒng)中，因為存在不同的電磁模式，電壓和電流失去性。在個頻段和各傳輸系統(tǒng)中，功率是單值表征信號強度的重要方法。在射頻范圍直接測量功率代替了電壓和電流的測量。
功率定義為單位時間內(nèi)所做的功。基本單位為瓦（W），1W等于在1秒內(nèi)做1焦耳的功。常用的功率單位還有兆瓦（1MW=10^6W）、千瓦（1KW=10^3W）、毫瓦（1mW=10-3W）、微瓦（1μW=10-6W）、皮瓦（1Pw=10-12W）。
另一種常用的功率單位以分貝毫瓦（dBm）表示。它以1毫瓦為基準電平P0=1mW，實際功率值P（mW）與P0比較后取對數(shù)。這是功率的絕對單位。
也可用分貝瓦（dBW）作為功率單位，此時P0=1W，即1 dBW=30 dBm。
BIRD功率計由功率傳感器和功率指示器兩部分組成。功率傳感器也稱BIRD功率計探頭，它把高頻電信號通過能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測的電信號。功率指示器包括信號放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。 功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。為了適應不同頻率、不同功率電平和不同傳輸線結(jié)構(gòu)的需要，一臺BIRD功率計要配若干個不同功能的BIRD功率計探頭。
根據(jù)被測信號頻率，BIRD功率計可分為：直流BIRD功率計、工頻BIRD功率計、變頻BIRD功率計、射頻BIRD功率計和微波BIRD功率計。
由于直流功率等于電壓和電流的簡單乘積，實際測量中，一般采用電壓表和電流表替代。工頻BIRD功率計是應用較普遍的BIRD功率計，常說的BIRD功率計一般都是指工頻BIRD功率計。變頻BIRD功率計是21世紀變頻調(diào)速技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物。其測量對象為變頻電量，變頻電量是指用于傳輸功率的，并且滿足下述條件之一的交流電量：
1、信號頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限于工頻的交流電信號。
2、信號頻譜包含兩種或更多的被關注的頻率成分的電信號。
變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無功功率、視在功率、有功電能、無功電能等。
除了變頻器輸出的PWM波，二極管整流的變頻器輸入的電流波形，直流斬波器輸出的電壓波形，變壓器空載的輸入電流波形等，均含有較大的諧波，右圖中為常見變頻電量的波形及相關頻譜圖。
由于變頻電量的頻率成分復雜，變頻BIRD功率計的測量一般包括基波有功功率（簡稱基波功率）、諧波有功功率（簡稱諧波功率）、總有功功率等，相比工頻BIRD功率計而言，其功能較多，技術(shù)較復雜，一般稱為變頻功率分析儀或?qū)掝l功率分析儀，部分高精度功率分析儀也適用于變頻電量測量。
變頻功率分析儀可以作為工頻功率分析儀使用，除此之外，一般還需滿足下述要求：
1、滿足必要的帶寬要求，并且采樣頻率應高于儀器帶寬的兩倍。
2、要求分析儀在較寬的頻率范圍之內(nèi)，精度均能滿足一定的要求。
3、具備傅里葉變換功能，可以分離信號的基波和諧波。
射頻或微波BIRD功率計按照在測試系統(tǒng)中的連接方式不同，又可分為：
有終端式和通過式兩種。終端式BIRD功率計把BIRD功率計探頭作為測試系統(tǒng)的終端負載，BIRD功率計吸收全部待測功率，由功率指示器直接讀取功率值。通過式BIRD功率計，它是利用某種耦合裝置，如定向耦合器、耦合環(huán)、探針等從傳輸?shù)墓β手邪匆欢ǖ谋壤詈铣鲆徊糠止β剩腿隑IRD功率計度量，傳輸?shù)目偣β实扔贐IRD功率計指示值乘以比例系數(shù)。
射頻或微波BIRD功率計按的靈敏度和測量范圍分類
測熱電阻型BIRD功率計使用熱變電阻做功率傳感元件。熱變電阻值的溫度系數(shù)較大。被測信號的功率被熱變電阻吸收后產(chǎn)生熱量，使其自身溫度升高，電阻值發(fā)生顯著變化，利用電阻電橋測量電阻值的變化，顯示功率值。
熱電偶型BIRD功率計熱電偶型BIRD功率計中的熱偶結(jié)直接吸收高頻信號功率，結(jié)點溫度升高，產(chǎn)生溫差電勢，電勢的大小正比于吸收的高頻功率值。
量熱式BIRD功率計典型的熱效應BIRD功率計，利用隔熱負載吸收高頻信號功率，使負載的溫度升高，再利用熱電偶元件測量負載的溫度變化量，根據(jù)產(chǎn)生的熱量計算高頻功率值。
晶體檢波式BIRD功率計晶體二極管檢波器將高頻信號變換為低頻或直流電信號。適當選擇工作點，使檢波器輸出信號的幅度正比于高頻信號的功率。
按被測信號分類
有連續(xù)波BIRD功率計和脈沖峰值BIRD功率計。
射頻
以下是射頻BIRD功率計的典型技術(shù)指標
功率范圍
保證測量精度的可測功率最大值和最小值范圍。BIRD功率計的功率范圍決定于功率探頭。
最大允許功率
探頭不被損壞的最大輸入功率值，通常指平均功率。在測量大功率峰值信號時，注意峰值電壓不能超過一定值，否則造成電壓擊穿。使用BIRD功率計時絕對不能測量大于允許功率值的信號，否則會造成功率探頭燒毀。
頻率范圍
能保證測量精度和性能指標的被測信號的頻率范圍。
測量精度
指功率探頭校準修正后的精度。不包括測試系統(tǒng)的失配誤差。
穩(wěn)定性
BIRD功率計的穩(wěn)定性取決于功率探頭的穩(wěn)定性和指示器的零漂及噪聲干擾。
響應時間
也稱功率傳感元件的時間常數(shù)。通常指功率指示器上升到穩(wěn)定值的64%所需的時間。
探頭的型號、阻抗
選用BIRD功率計探頭時，功率探頭的使用頻率、功率范圍必須與被測信號一致，探頭傳輸線的結(jié)構(gòu)和阻抗應與被測傳輸線相互匹配。
