功率表十篇

功率表篇1

[关键词]功率表；错误接线；纠正方法

中图分类号：TM933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

电压互感器及电量变送器是电网负荷调度、测量及保护等方面的重要元件，其测量的准确性直接影响了电力系统的经济运行、计量以及保护正确动作，由电流互感器、电压互感器接入功率表接线直接影响接入重要元件的准确性，因此必须掌握对错误接线的分析、判断。相量图法就是利用计量仪器测量各相电压、电流和相位，绘出错误接线图及表示各电压与电流间相互关系的相量图，然后结合负荷情况判断电能表的接线是否正确，并从相量图找到改正接线的途径。

1 功率表的正确接线方法及接线误差分析

（1）率表的正确接线方法。功率表的电流线圈（固定线圈）和电压线圈（可动线圈）各有一个端钮标有“×”或“±”的记号，为发电机端。测有功功率时，功率表的正确接线是：电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，并且电流线圈的发电机端要接到电源端，另一端接到负载，电压线圈的发电机端可以接至电流线圈的前端钮（前接），也可以接在电流线圈后端钮（后接）。

（2）功率表的接线误差分析。瓦特表的接线误差其一为电流线圈消耗的功率，它与外加电压大小无关，而随负载电流变化；瓦特表的接线误差其二为电压线圈消耗的功率，它与该表电压的平方成正比。当接电流互感器时，瓦特表的接线误差增加了一项电流互感器引起的误差。相对而言，前接线方式在高电压小电流情况下接线误差较小，后接线方式在低电压，大电流情况下接线误差较小。

（3）功率的误差修正。当测量精度要求较高时，首先是选用高精度的测量仪表，其次将各测量值进行误差修正。即将功率测量值减去其误差得到实际功率，各种接线方式的误差值最好是用仪表实测阻抗后计算确定。

2 功率表错误接线

功率表错误接线，结果使可动部分反方向偏转，带动指针也反向偏转；或者在电压线圈和电流线圈之间出现较高电压，损坏线圈。

（1）电流线圈接反。电压线圈接线正确，电流线圈接反了。这时电流线圈中的电流方向与正确接线时相反，即与负载电流方向相反。

（2）电压线圈接反。电流线圈接线正确，电压线圈接反了，在电压、电流参考方向下，功率表指针反转。

（3）电流线圈和电压线圈都接反。电流相位差相等，指针不会反向偏转，但由于电压线圈支路的附加电阻很大，使电压线圈和电流线圈之间的电压较高，由于这两个线圈相距很近，所以在静电力的作用下，将会引起附加误差，同时还可能使线圈的绝缘击穿。

3 功率表错误接线分析

（1）两线圈间产生较大电位差的原因分析。设电源电压U=220V电源“―”端点为电位的基准点，即V-=0，则“+”端点电位V+ = 220V，由于附加电阻远大于可动线圈的内电阻，因此，电流通过电阻时，220V的电压几乎全部降落在电阻上，于是整个可动线圈的电位与“―”端点的电位近似相等且为零，即Va= V-= O；而固定线圈与“+”端点相连，其电位与“+”端点电位相同，为220V，两线圈间就产生了电位差，近似为220V。

（2）两线圈间引起较大静电误差的原因分析。彼此靠近的两线圈之间被空气隔开，形成一个电容器当两线圈间有电位差时，相当于电容器充电，两极间便产生静电场力相互吸引。根据电容器两极间电场力的公式，每个极板所受的电场力为：

式中：为介电系数；为电场强度；为电容器一个极板的面积。

上式表明，两线圈间的静电场力跟它们间的电位差的平方成正比。由此而产生的附加力矩也跟电位差的平方成正比。正是这个附加力矩使得功率表的可动线圈发生偏转，造成较大的静电误差。

4 根据指示值判别

（1）新安装或改动后的测量回路。当测量功率与实际值不相符时必须对互感器极性进行测试，电压回路可用相序表进行判断，而电流互感器的极性可用在电流互感器一次侧加直流，二次侧用直流电流表检查其极性，电流回路的相序可采用六角图法进行检查；如果相序和极性均正确，必须检查端子接线和接入回路表计的接线是否正确。

（2）正常运行中发现测量表计读数错误。在正常运行中发现表计数值有异常时：①先分析负荷性质，若无功功率指示为零，说明电流回路其中之一极性反接；若无功表指示为负值（指针反偏），说明电流回路与电压回路不对应。②再根据有功表读数进一步分析若有功为零，说明电流回路接反；若有功为负值，说明电流回路接反，同时极性也接反。

（3）其他判别方法。①采用保护回路矢量分析仪，分析保护回路矢量分析仪可进行三相电压、电流相角、频率、功率因数等电参数高精度测量，能判别电流互感器极性接法的正确性。②采用电能计量芯片SA9904A及PIC系列单片机判断，由钳形表接入电流，通过鳄鱼夹接入电压，无需断电，估计当前负荷性质就能判断接线错。

5 力矩法和相量图法判别

（1）力矩法的具体步骤：①拆除B相电压，则功率表应该指示一半的功率。②将A，C相电压接线互换位置，指示应为零。如果符合上述情况，则为正确接线，否则接线有误。只要三相电压相序接入正确，可根据上述常见三种错误接线方式，查找出属于那一种错误接线方式，然后纠正过来。

（2）相量图法可使用MG29型钳形相位伏安表，具体步骤为：①检查电压相序：接UAB为U1，UBC为U2，如果相位指示为1200，则为正相序，如果相位指示为2400，则为反相序。②取UAB为UA使用IB分别卡住A，C相电流，钳形表“*”应指向电流流入方向，并作记录。③观察线路负荷性质是容性或感性。④根据测量结果画出相量图，核对负荷性质，查出错误所在。⑤按正确接线重新接入仪表，并再测相量，检查复核。在使用MG29型钳形相位伏安表时应注意，回路电流不能太小，应大于1安培。（见图1）

6 结束语

（1）当出现功率表指示异常时，可根据有功、无功功率指示值判断接入表计的极性错误或互感器极性错。

（2）根据功率因数（电流与电压相位差）进行判别，当功率因数较高时有功功率测量值较小，表明电流回路有一相极性接反。

（3）当新安装的回路功率测量指示值与实际负荷不相符时应进行全面试验检查，不能简单改变测量仪器的接线可根据实际值与测量值之比求出电能测量的更正系数，对电量进行更正。

（4）对极性相序有要求的保护继电器也可采用上述方法，简单、实用，有一定应用价值。在现场有条件的情况下，可采用保护回路矢量分析仪对电流、电压进行相序及极性判别。

（5）通过对接线错误时导致定圈和动圈之间产生较大电位差及引起静电误差的原因分析，从有功测量值、无功测量值、互感器极性和相序以及测量仪器的接线判断分析，提出了功率测量错接线时的判断方法。

参考文献

[1] 田宏亮.向量图法分析三相功率表错接线[J].山东工业技术，2013（10）.

[2] 丁辉.电能计量装置的误接线分析[J].水电站机电技术，2011（11）.

功率表篇2

李浩楠 红塔辽宁烟草有限责任公司沈阳卷烟厂 辽宁沈阳 110000

【文章摘要】

介绍了一种基于CS5460A 的单相智能功率表的设计。本设计以AVR 单片机MEGA128 为系统的控制核心，运用带SPI 接口的功率计量芯片CS5460A，系统配置RS485 接口， 128×64 点阵LCD、键盘输入、实时时钟、FLASH 存储器等。该功率表要实现的主要功能是功率参数的实时测量，存储与显示，并能够实现与PC 机的通信。

【关键词】

CA5460 ；功率表；MEGA128

0 引言

本次设计的单相智能功率表准确度高，响应速度快，测量面广，可用于交流电压电流有效值、有功功率、无功功率，功率因数等电参数的综合测量，采用液晶显示，读数直观、准确，并使用掉电保护存储器保存数据，可以方便地查讯历史数据， 同时带有串行接口RS485 与计算机进行通信，方便的用于集散系统或采集系统。具有广阔的市场和发展前景。

1 系统硬件设计

本系统采用模块化设计的硬件设计原则，整个装置分为两大部分：功率计量处理和AVR 控制器处理部分。系统工作过程如下：通过电压/ 电流互感器分别采集单相交流电信号，将其转化得到的弱电信号经信号调理电路、模拟滤波电路送入功率计量芯片，处理后将有效数据送入CPU 中进行下一步处理，完成数据的实时显示或远程传输。

系统通讯电路部分包含RS-485 串行接口，可进行数据的远程传输；系统中包含键盘、显示（LCD）和开关量输入/ 输出、数据存储等电路，可以实现参数设置、数据显示、存储等功能。系统硬件框图如图1（A）所示。下面主要介绍主控制器和功率计量电路。

2 核心控制电路设计

本系统中主控器为ATMega128，负责液晶显示、数据存储、数据传输、键盘管理、时钟芯片管理、功率芯片管理等诸多任务。其硬件接口电路设计如图1(B) 如示。

在本设计中用到的外设接口分为以下几类：

1) 通用I/O 口：用于单个信号的控制。

2) SPI 口：用于与功率计量芯片CS5460A 和FLASH 存储芯片AT45DB041D 通信。

3) I2C 接口：用于与实时时钟芯片DS1307 通信。

4) UART1 接口：与上位机通信的部分。

3 功率计量电路设计

3.1 功率计量芯片CS5460A 介绍

CS5460A 是CIRRUS LOGIC 公司推出的带有SPI 接口的单相双向功率/ 电能计量集成电路芯片。CS5460A 初始化后，经过互感器将电流电压信号转化为小信号的电压信号，电流通道和电压通道的信号被片内放大器放大后，通过两个同时采样的模/ 数转换器转换为数字信号，再通过高通滤波器消除信号中的直流成分，得到的瞬时电压、电流值进入高速数字乘法器相乘，产生瞬时有功功率；瞬时有功功率又经过时间累计、平均，得到电能E，单位时间内的能量就是有功功率。经过计算后得到的电压和电流有效值、瞬时电压、瞬时电流、瞬时有功功率、电能分别存入对应的内部寄存器中，等待微处理器读取。

3.2 电压电流信号采集电路:

使用电压互感器，电流互感器将220V 电压，0 － 6A 电流转化为符合功率芯片CS5460A 输入要求（0 ～ 0.15V）的小信号。电路设计如图2（A）。

3.3 小信号调理电路设计

这部分电路实现对由电压电流互感器采集的已符合CS5460A 输入电压信号要求（信号有效值：-0.15V~+0.15V）的电压电流信号进行限流，滤波，以提高测量精确度。如图2（B）。

3.4 功率计量电路设计

本部分电路的功能是使用CS5460A 对经过调理的电压电流信号进行处理，并将处理得到的电压和电流有效值、瞬时电压、瞬时电流、瞬时有功功率分别存入对应的内部寄存器中，等待微处理器读取。电路设计如图2（C）。

4 硬件电路设计总结

1）原理图设计时需考虑各模块的功能和可行性，大到整个系统，小到每个芯片的引脚，都要仔细考虑；

2） PCB 布线时需遵守抗干扰规则。PCB 设计结束后需仔细检查，对需要改正的地方进行修改。

3） 调试应遵循由简单到复杂的过程， 以功能为单位，一部分一部分电路的进行，确保每部分运行准确无误再进行下一部分的调试，这样便于找出问题。

5 结束语

本文中基于CS5460A 设计的单相智能功率表有多种优良的性能, 能够满足电力部门的需要, 具有一定的推广价值和较好的市场前景。

【参考文献】

［1］王幸之，王雷，翟成，王闪. 单片机应用系统抗干扰技术[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1999

［2］刘京南主编，王成华副主编. 电子线路基础[M]. 电子工业出版社， 2003.263-283

［3］曾智刚, 周岳松, 谢晨旸. CS5460A 芯片与及在功率测来那个的一种应用[J], 现代电子技术, 2004(5): 100-102

功率表篇3

关键词：电能量采集；抄表成功率；集中器；采集器

1 概述

随着社会的进步，科技的发展，电力系统行业也得到飞速发展，过去人工抄表、结算的操作方式，已逐步被用电信息采集系统的自动计量、抄表、结算方式所取代。建设智能电网离不开用电信息采集系统的使用，它是基础，可以实时采集与监控电力用户的用电信息，实现用电信息的自动采集、计量、异常监测、用电分析和管理、相关信息、分布式能源的监控、智能用电设备的信息交换等功能。其中自动采集用电数据、自动结算用电费用是自动化智能系统的一个主要功能，它逐步取代了人工抄表的传统方法，及时采集用电信息，防止人工抄表过程中，由于工作责任心不强造成抄表不及时、错误抄写数据、漏写数据，或不到现场查看估算数据等问题发生。用电信息采集系统可达到随时随地抄表、准确无误抄表的要求。但是，用电信息采集系统对于电力行业来说，仍然是项新技术，需要专业技术人员不断的完善与改进技术，目前，山西曲沃供电公司的用电信息采集系统自动抄表成功率（以下简称采集抄表成功率）还有待提高，如何提高采集抄表成功率是电能计量系统如今面临的主要课题。

2 影响采集抄表成功率的主要因素及采取措施

2.1 设备问题

2.1.1 集中器损坏或异常：在用电信息采集系统中，由集中器负责收集并储存各采集终端的数据，并与主站进行数据交换，实现抄表数据的传递，它在整个系统中对于供用电的监测与控制起着至关重要的作用，是采集抄表数据成功的保障。当集中器损坏或异常时，会对抄表数据造成影响，如出现集中器烧毁、黑屏、集中器抄表信号不好或没有上线等情况。当集中器损坏时，现场工作人员需及时进行更换，再与主站工作人员做好沟通，由主站人员及时调试，确保抄表成功。当集中器没有上线，或没有发出抄表信号等异常情况发生时，现场工作人员需及时排查原因修复，再进行调试，保证抄表成功。

2.1.2 采集器损坏或有通讯异常：采集器在用电信息采集系统中也是一个重要设备，它联接着集中器与用户电能表，负责二者间数据的相互沟通与传递。若遇设备损坏，需及时维修或更换。若遇通迅异常，可先重启采集器，若不能恢复正常，再查找原因对症下药。

2.1.3 上行模块损坏、下行模块损坏或松动：模块电源灯不亮， 提示关机或无法通讯。工作人员现场更换模块或现场复位。

2.1.4 SIM 卡损坏：SIM卡安装错误或没有安装，SIM卡欠费等，使得集中器的终端数据无法上线。若遇此情况，工作人员现场检查，重新安装或更换SIM卡。

2.1.5 终端设备死机：现场停止工作。工作人员现场重新启动、送电，主站工作人员配合现场人员进行系统调试。

2.1.6 终端、模块版本低：现场终端运行版本低影响抄表。据调查，某集中器生产厂家的集中器采集抄表成功率不稳定，时高时低，如何调试都达不到要求，后来，厂家技术人员对集中器内部软件版本进行升级操作，此问题得到解决，抄表成功率达到了95%的目标。所以针对现场运行版本低的终端，可以采取软件升级措施提高抄表成功率。

2.1.7 集中器GPRS 上行模块抗干扰能力差：现场能抄通表示数，但由于设施、参数等的干扰，使得数据传输不到主站。这时，需要主站工作人员配合现场人员重新下发参数，降低干扰；若数据仍不传输，工作人员现场更换模块。

2.1.8 电能表故障：电能表用来计量用户使用的电器情况，若其故障也会影响数据的采集。当电能表损坏或故障时，常见故障如死机、黑屏等。若遇设备故障，应在现场重启设备，如果仍然故障，需立即查找原因并维修，或直接更换新的电能表，旧表卸下后进行维修，或报废处理。

2.2 建设中遗留问题：档案与现场信息不符

2.2.1 终端档案丢失或错误：在用电信息采集系统建立过程中，为保证采集数据的准确、及时，需要在表中建立详细的用户档案。但实际工作中，往往存在档案信息不全或错误、电表与采集器未关联等情况发生。应采取的措施：主站人员负责完善或更正系统中档案信息，同时，将电能表与采集器关联。

2.2.2 通信地址错误：由于地址错误，导致无法正确通迅以采集数据。这时，需要工作人员到现场确认，同时联系主站人员进行更改表中地址信息。

2.2.3 安装模块方案错误：终端与模块厂家规约不匹配。工作人员现场核实后更换规约匹配的模块。

2.2.4 终端地址及IP 冲突：两个及以上台区使用同一终端地址。重新分配终端地址后更正。

2.2.5 现场采集器安装数量不足：采集器缺少，抄不回数据。需工作人员补装采集器。

2.3 外界影响因素

2.3.1 终端掉线：用电信息采集系统的使用原理是依据GPRS通讯确定数据抄写的位置，因GPRS使用过程中易被不同的波段干扰，导致采集系统数据传输过程中，终端集中器掉线。这时，工作人员需首先查找附近是否有干扰源，如高频噪声设备等特殊用电设备。若有，需制定专业的应急措施以将干扰降至最低；若没有，需重新启动终端。

2.3.2 因欠费停电：我国的用电政策执行的是预存款政策，就是先付电费再用电的政策。当用户存在拖欠交费时，督促其在期限内补交，若不及时交纳，将造成用户停电，使得系统数据无法抄通。这时，需要工作人员督促用户交费用，立即恢复供电，并调试。

3 成果

通过专业技术人员对用电信息采集系统的研究，工作人员的互相配合，现场情况的不断排查与改进，2013年曲沃县电能表采集抄表成功率较上一年提高了5%，用电系统的自动化控制又提高了一个新台阶。采集抄表成功率的提高，使抄表工作得到了快速发展，大大降低了由于工作人员责任心不强造成的错误抄写、不及时抄表、漏写数据，或不到现场查看估算数据等问题发生。用电信息采集系统可达到随时随地抄表、准确无误抄表的要求。除此之外，还降低了人工抄表成本，节约了资金，提高了工作效率。

4结束语

用电信息采集系统是科技的产物，是一个强大的数据应用平台，能够实时采集与处理信息。在供电公司，多用此系统的自动采集抄表功能，取代人工抄表，保证抄表数据的及时、准确，实现时时结算，时时监控的目的。

由于台区的差异、设施的干扰，及其他故障、环境等的影响，使得采集抄表成功率忽高忽低，不稳定，所以，提高采集抄表成功率成为供电公司技术人员关注的、需攻克的一项关键任务。查阅相关文件，翻看信息系统说明，系统建立中各种设备的检查与研究等等措施，都有利于提高采集抄表成功率，进而控制用电费用。用电信息采集抄表成功率的提升，既是对新技术应用的肯定，也是我们努力工作的回报，所以，我们还需坚持不懈地研究此课题，为智能电网及电能量采集技术的发展尽一份力。

参考文献

功率表篇4

关键词：电磁式互感器 功率表相位差 损耗测量 误差

中图分类号：TV文献标识码： A

1、引言

使用常规损耗测量系统测量变压器空载损耗和负载损耗时，由于使用电磁式互感器使原边电压、电流与副边二次测量系统电压电流间产生了比值差(∆U/U, ∆I/I)和相位差(δu，δi)。同时，由于电动式功率表电压回路电感影响，使施加在回路两端的电压与流过线圈的电流之间产生相位差(δw)，由于电感很小(rad)，其中ω为角频率，L为电压回路电感值，R为电压线圈和附加串联电阻总和，这样互感器和功率表综合相位差为。

变压器空载损耗和负载损耗的功率因数很低，特别是低损耗和高阻抗变压器。通常电力变压器空载损耗功率因数cosφ0=0.35～0.1，功率因数角φ0=70°～85°，而负载损耗功率因数cosφk=0.1～0.01，功率因数角φ0=85°～89.5°，因综合相位差δ使cosφ0变为cos(φ0+δ)，cosφk变为cos(φk+δ)，损耗测量结果会产生可观的测量误差。

2、电磁式互感器的误差

电磁式互感器一、二次之间的比值差和相位差与所带负载，亦即所配用的仪表和与仪表的连接线总阻抗有关，并随量程范围内实际使用值而变化。这就使已定系统误差难于从未定系统误差和随机误差中分离出来。

表1：各准确度级别电压、电流互感器比值差限值

互感器的准确度级别是用引用误差表示的，即以满刻度值为基准。由表1可以看出互感器的选择应尽可能使用80%～110%额定量程之间，这样比值误差最小。

表2：各准确度级别电压、电流互感器相位差限值

只要负荷大小和负荷功率因数在规定的范围内互感器的比值差和相位差的变化不会超过互感器准确级的误差限值。因此，把互感器各准确级规定的误差限值和功率表电压端子上电压与流过电压线圈的电流之间的相位差造成的损耗测量误差作为已定系统误差。把诸多因素可能产生比值差和相位差的变差归于未定系统误差，例如：检定用标准互感器的误差、仪器及线路损耗、负载损耗随绕组和油平均温度的变化、确定绕组和油平均温度产生的温度误差造成的测量损耗等等。

本文专门讨论由电磁式互感器的比值差，电磁式互感器和电动式功率表的综合相位差造成的测量三相变压器损耗的测量误差，即已定系统误差。

3、变压器功率因数cosφ

根据有GB/T6451-2008 油浸式电力变压器技术参数和要求的规定，负载功率因数cosφk＜0.1, φk＞84°，实际生产的变压器负载损耗越来越小，同时短路阻抗不但不会降低，大容量变压器还要求提高短路阻抗，负载功率因数越来越低，φk超过89°。

根据有GB/T6451-2008 油浸式电力变压器技术参数和要求的规定，35kV及以上电压等级的电力变压器（自耦变压器除外）通常空载功率因数cosφ0＞0.1, φ0＜84°，实际生产的变压器空载损耗越来越低，空载电流却随之有较大的降低，导致cosφ0却有上升趋势。

4、三功率表法的测量误差β

为了简化分析过程，设三相电源对称平衡，变压器的三相阻抗也对称平衡，则三相线路中相电压、相电流和功率因数角均相等，且三相互感器和功率表性能相同。

实测损耗P′为：P′= PA′+PB′+PC′=3U′I′cosφ′

实际损耗P为：P= 3UIcosφ

实测与实际的电压、电流和功率因数角间的大小关系为：

I′=I+∆I，U′=U+∆U，φ′=φ+δ，δ=δu-δi-δw（1）

实测与实际的电压、电流和功率因数角间的量关系如图1所示：

∆I、∆U为电流、电压互感器一次二次间的电流、电压误差，δu和δi为相位差，δw为功率表电压端子二端电压和电压线圈内电流间的相位差。

三功率表法测量损耗的相对误差β

（2）

将(1)式带入(2)式：

在上式中与前三项相比可以忽略不计，又因为δ仅以分计，所以cosδ≌1，sinδ≌δ（以弧度计），则上式简化为：

上式中远小于1可以忽略不计，当δ以分计β用百分数表示时：

（3）

上式中是电压、电流互感器的比值差造成的测量误差，是由互感器和功率表的综合相位误差造成的测量误差，当采用高准确级的互感器(如0.01级仅为0.01%)负载φ＞85°时，前面一项与后一项相比可忽略不计，通常可简化为：

（4）

当整个测量系统中各仪器仪表的综合相位差相差为+1′时，不同的功率因数角φ与损耗测量误差百分数β对应的关系如图2所示。

功率表篇5

电饭锅850瓦，微波炉1000瓦，电磁炉1800到2400瓦，厨房热水器1500瓦，烤箱3000瓦，豆浆机600瓦，吸油烟机150瓦，电视机250瓦，电脑250瓦，空调机制冷时600瓦，制热时3000瓦，洗浴热水器3000瓦，浴霸1000瓦，饮水机1500瓦，洗衣机为150瓦，电冰箱为150瓦，电风扇100瓦，电暖气2000瓦，电熨斗1500瓦，吸尘器250瓦。

（来源：文章屋网 http://www.wzu.com）

功率表篇6

关键词： 电子式电能表； 功率； 效率； 稳定度； 准确度

中图分类号： TN60?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）21?0163?02

0 引 言

随着经济的不断高速发展，中国企业的人力成本[1]不断增加，在这种形式下，能否提高生产效率、降低生产成本[2]，成了很多中国企业能否继续生存的关键。

电子式电能表生产企业也面临同样的问题。如何在传统的生产工艺上提高生产效率、降低生产成本成了当务之急。传统的电子式电能表的误差调试原理是通过改变电压回路的分压网络[3]来实现的，这种误差调试方法效率低、精度差、操作复杂、劳动量大，而且还有安全隐患。针对电子式电能表的生产流程，误差调试成了制约生产效率的瓶颈工序。运用精益生产的知识[4]，发明了功率调试法[5]，功率调试法效率高、精度高、没有安全隐患，成功解决了误差调试的瓶颈工序，并且成功地推广至三相电子式电能表、集中器、负控以及具备计量功能的终端产品上面，并且颠覆了电子式电能表的生产模式。

1 误差采集原理

传统的电子式电能表的误差采集方法就是在一定时间内的电能表的电量与标准表[6]的电量的对比。

[Err%=W电能表-W标准表W标准表×100%] （1）

这种误差采集方式在小电流档位时（5%[Ib]以下）误差采集时间长，影响生产效率。对式（1）进行变换：[Err%=W电能表-W标准表W标准表×100%=0Tu电能表（t）i电能表（t）dt-0Tu标准表（t）i标准表（t）dt0Tu标准表（t）i标准表（t）dt×100%=TU电能表I电能表-TU标准表I标准表TU标准表I标准表×100%=TP电能表-TP标准表TP标准表×100%=P电能表-P标准表P标准表×100%] （2）

通过式（2）可以看出，误差采集其实就是电能表功率有效值与标准表功率有效值的对比。

2 软件实现方案

在确定了功率调试法的原理之后，下面介绍软件的实现方案，以及数据处理[7]方法。

首先要确定电能表功率寄存器更新的频率，按照目前的计量芯片的特性，功率寄存器的更新速率在500 ms以内，标准表的更新速率会更快，一般在200 ms以内。等到检验台输出稳定之后，连续读取电能表功率有效值11次，每次读取间隔周期为电能表寄存器更新周期，在读取电能表功率有效值寄存器的同时，读取标准表功率有效值。分别将电能表功率有效值和标准表功率有效值按照大小排序，去掉两个最大值和两个最小值，剩下的7个数据求平均得到电能表的平均功率有效值和标准表的平均功率有效值，按照式（2）得到电能表误差。软件流程图如图1所示。

3 检验台输出稳定度与准确度判定方法

在进行功率调试法之前，一定要等到检验台输出稳定之后，否则会读到不稳定的功率值，造成误差不准确。下面介绍通过后台软件对检验台准确度与稳定度的判断方法[8]。

3.1 输出功率稳定度的判断方法

连续接收3个标准表的功率有效值，每次间隔周期为标准表功率有效值的更新周期[9]，求这3个功率有效值的平均值，分别将3个功率有效值与功率有效值的平均值的差值同功率有效值的平均值进行比较，偏差[10]在±0.1%以内认为输出稳定，如果在偏差0.1%以外，则认为输出不稳；利用滑差法继续接收功率有效值进行判断，根据检验台特性，如果在一定时间内达到稳定的要求，则进行功率误差法，如果在一定时间内未达到稳定的要求，则软件提示报警，由设备维修人员对台体进行检修。

3.2 输出准确度的判断方法

除了对比值以及判断标准不同外，其他的都和稳定度的判断方法一致。输出稳定度的对比值为功率有效值的平均值，输出准确度的对比值为功率有效值的标准值；输出稳定度的偏差范围是±0.3%。

软件判断稳定度和准确度的流程图如图2所示。

4 功率调试法效果及推广价值

功率调试法首先运用在单项电子式电能表误差调试工序上，比传统的脉冲调试法效率高出70%，成功解决了调试瓶颈工序。对参数为220 V/50 Hz，5（60）A，1 200 imp/kW·h的电子电能表运用两种调试法进行调试，结果见表1。

表1 两种调试法的对比

[调试方法＼&调试时间 /min＼&功率调试法＼&20＼&脉冲调试法＼&6＼&]

功率调试法可在行业内进行推广。

5 结 语

本文论述了功率调试法在电子式电能表生产中的实施，该方法设备投入小、效率高、没有安全隐患。行业内可以参照此方法进行生产优化。

参考文献

[1] 郑晓明.人力资源管理导论[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2] 姜上泉.生产成本管理细化量化与控制过程[M].北京：科学技术文献出版社，2001.

[3] 王震宇.电路分析[M].北京：科学出版社，2010.

[4] 刘胜军.精益生产方式：现场IE[M].深圳：海天出版社，2002.

[5] 全国交流电量计量技术委员会.JJG 596?1999中华人民共和国国家计量检定规程电子式电能表检定规程[S].北京：中国计量出版社，1999.

[6] 全国电工仪器仪表标准化技术委员会.GB/T 17215.701?2011 标准电能表[S].北京：中国计量出版社，2011.

[7] 吴石林，张玘.误差分析与数据处理[M].北京：清华大学出版社，2010.

[8] 全国电磁计量技术委员会.JJG 597?2005交流电能表检定装置检定规程国家[S].北京：高等教育出版社，2005.

功率表篇7

功率牙盘表头的超大显示窗可以同时显示很多组数据，用来给选手们在比赛和训练时候参考，德国SRM的PC7表头的功能包括，温度、速度、瞬间即时功率、平均功率、海拔、里程、心率等等，德国SRM是很早投身于功率计以及功率训练的产品，大约在1991年推出了第一代产品，其内部包括电池、8个扭力应变片、采样电路、踏频采样以及信号处理电路等等集成在牙盘内部，通过实时采样将信号数据传送给表头来计算你的即时功率，用以给骑乘者参考。

自行车训练研究表明，早先的心率训练以及一些以心率训练为中心的方法不能够及时反馈运动员的输出状况，从而导致无法给出相应的准确训练方法和计划，所以就开始提出如何测量人体的输出功率来更精确的感知运动员的输出，用来帮助教练员指导选手训练。

功率计牙盘通过8个扭力应变片来实时采样计算选手的输出力量，结合踏频来计算功率，更重要的意义在于制定一整套的功率训练计划和方法，用以实在的提升运动员训练水平。首先需要测定你的FTP（Function Threshold Power即功率阈值），这个是最为重要的指标，这个数值用功率表示，测定方法通常可以在室内骑行台进行，连续保持稳定的输出功率骑行20分钟，例如你的测量功率平均数值是300瓦，FTP通过加权乘以90%得到270W，这样一来你的FTP功率是270W，那么你的所有训练功率基础数值都按照270W进行即可，比如冲刺训练连续8个150%的FTP，每次持续1分钟，间歇1分半，那么就是保持405W的输出平均功率。

根据以上，我们可以制定出属于自己的训练计划用以提升FTP，例如通过三个月的坚持训练后，再测试FTP，如果得到了提升，我们可以调整训练计划来改善，如果维持则可以找到训练方法中不适合的地方。

当然在训练方法中，功率输出只是一部分内容，还有很多的因素需要参考。

功率计目前有很多品牌产品，当然也包括其他的测量方式，比如Powertap的功率花鼓和Look，Garmin，Polar等品牌推出的功率锁踏。

功率表篇8

［关键词］频谱/频谱密度能量/能量谱密度功率/功率谱/功率谱密度综合分析

一、引言

按照信号的确定性可将信号分为确知信号和随机信号，即若信号的取值在任何时间都是确定的和可预知的，称该信号为确知信号，反之，称为随机信号。按照信号的强度又可将信号分为能量信号和功率信号。在分析信号性质时，常遇到一下几个概念：频谱/频谱密度、能量/能量谱密度、功率/功率谱/功率谱密度等概念，对于初学者来讲，很难正确把握和理解运用这些概念。本论文将针对这些概念进行详细综合地分析，最后以确知周期性信号为例，推导出傅立叶级数系数与其频谱密度之间的关系，并给出具体的解题实例，将这些概念统一起来，以供读者参考。

二、能量信号和功率信号

在通信系统理论中，通常把信号功率定义为电流在单位电阻（1Ω）上消耗的功率，即采用归一化功率P，因此，。如果信号电压和电流的值随时间变化，则信号的瞬时功率可表示为：

无论是电压信号或是电流信号，将统一表示为，则信号的瞬时功率又可表示为：

在（）时间内，信号的能量应为瞬时功率的积分[2]：

（1）

而平均功率应为： （2）

当时，式（1）变为，式（2）变为，如果E为有限值，则，此时称为能量信号。这时只能用能量表示信号，而不能用平均功率表示。

当时，若，而为有限正值，则称为功率信号。这时只能用平均功率表示信号，而不能用能量表示。

一个实用的信号不是能量信号，就是功率信号。周期信号都是功率信号，而非周期信号可能是能量信号（如有限区间内存在的确知信号），也可能是功率信号（如随机信号）。

在研究信号的性质时，除了用到信号能量和功率外，还常用频谱/频谱密度、能量谱密度、功率谱/功率谱密度等概念，下面对这些概念逐一分析。

三、频谱/频谱密度

对于能量信号，由于绝对可积，其傅立叶变换存在，则定义其频谱密度为：

（3）

上式中又可表示为：，其中称为的幅度频谱密度，而称为的相位频谱密度。本论文中着重考虑幅度频谱。

对于周期性功率信号，由于绝对不可积，其傅立叶变换不存在，但是实用周期性功率信号一般都满足Dirichlet条件，可以将其展开成傅立叶级数形式，即：

（4）

式中为基波角频率，为的周期，为傅立叶级数系数，并称它为周期性功率信号的频谱，其表达式为：

（5）

又可写为：，可见，周期性功率信号的频谱就是它包含的各次谐波的振幅和相位，它是离散的。

由上述分析可知，能量信号的和功率信号的是有区别的：（1）是连续的，而是离散的；（2）的单位是幅度/频率（若是电压信号，则为），而的单位是幅度（若是电压信号，则为V）。这是因为能量信号的能量有限，并分布在连续频率轴上，所以在每个频率点上信号的幅度是无穷小，只有在一小段频率间隔上才有确定的非0振幅。而功率信号的功率有限，但能量无限，所以在无限多的离散频率点上有确定的非0振幅。

单位冲激函数可看作是一个高度为无穷大，宽度为无穷小，面积为1的脉冲。通过引入它，可将周期性功率信号当作能量信号来看待，将其频谱的概念统一到频谱密度概念上来，可对其直接求解傅立叶变换。这时，周期性功率信号的频谱应理解为在无穷小的频率范围（）内，取得了一个“无穷大”的频谱密度。

四、 能量/能量谱密度、功率/功率谱/功率谱密度

在分析信号频域性质时，除了分析其频谱、频谱密度外，还可能要分析其能量谱密度或功率谱密度等。

对于能量信号，根据Parseval定理，有：

（6）

称为能量信号的能量谱密度，表示在频带内的信号能量，单位是焦耳。

对于功率信号，不能用能量，只能用功率来表示。定义其功率谱密度为：

（7）

式中为功率信号的截短函数的傅立叶变换。信号平均功率可由下式求出：

（8）

可见，表示在频带内的信号功率，单位是瓦/。

对于周期性功率信号，对的截短时间可选择其一个周期，此时可求得其平均功率为：

（9）

又根据周期信号的Parseval定理，式（9）又写为：

（10）

上式表明周期性功率信号的平均功率等于频域中其各次谐波分量的平均功率之和。

把各平均功率分量，即随（变化的图形称为其功率频谱，简称功率谱。显然，功率谱是相应的双边幅度频谱的平方，而与相应的相位谱无关，它是离散的，其单位为瓦特。

仍然引入单位冲激函数，此时周期性功率信号的功率谱便可由功率谱密度来表示： （11）

此时，单位是瓦/。

5 周期性功率信号的傅立叶级数系数与傅立叶变换之间的关系推导

引入单位冲激函数，对式（4）两端进行傅立叶变换得：

式（12）

由式（12）知，时，第k次谐波系数为：

用n反代k，便可得到周期性功率信号的傅立叶级数系数与傅立叶变换之间的关系为：（13）

显然，在文献[3] 中给出的与之间的关系是不恰当的。

6 实例解析

求周期性功率信号的频谱、频谱密度、平均功率P及功率谱密度。

解：由式（5）可计算得： （14）

将式（14）代入式（12），便可得：

（15）

由式（10）可计算得平均功率为：

由式（11）便知其功率谱密度为：

参考文献：

[1] 樊昌信著．通信原理教程[M].北京：电子工业出版社，2004

功率表篇9

一、专业测量

用电功率表直接可以测量用电器工作时的电功率，这种方法随后可以学到，在这里不做详细的介绍。

二、非专业测量

（一）常规型

要测量一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，现有以下器材：一个电池组，一只滑动变阻器，量程合适的电压表、电流表各一只，开关一个，导线若干。如何设计实验测出小灯泡的额定功率P额？画出设计的电路图，写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。

分析思路：

利用电压表、电流表直接测出小灯泡的额定功率是测电功率最简单、最常用的方法。

分析解答：

⑴设计电路图，如图

⑵步骤：

①断开开关，按电路图连接实物图；

②把滑动变阻器的滑片P置于最右端，闭合开关，再逐渐调节滑片P，使电压表示数为3.8V；

③保持滑片P的位置不变，记下电流表的示数为I0；

⑶表达式P额=3.8 I0

（二）特殊型

I、缺少电流表

一位同学想要测量一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，现有以下器材可供选用：电源（电压未知且保持不变），滑动变阻器，定值电阻R0（阻值已知），电压表各一个，开关两个，导线若干。如何设计实验测出小灯泡的额定功率P额？画出设计的电路图，写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。

分析思路：

测小灯泡的额定功率，需要测出小灯泡两端达到额定电压3.8V时，电路中的电流。当没有电流表时，利用已知阻值的电阻R0和电压表，可以解决电流的大小。

电路选用串联电路。将小灯泡L、定值电阻R0和滑动变阻器RP串联，通过改变RP大小，使小灯泡L两端电压达到3.8V，测出此时R0的电压U0（得到此时电路中的电流I0=U0/R0）

分析解答：

⑴设计电路图

⑵步骤：

① 连接电路，断开S1，闭合S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3.8V；

②保持滑片P的位置不变，断开S2，闭合S1，读出电压表的示数U；

⑶表达式P额=3.8×（U-3.8）/R0。

II、缺少电压表

给你以下器材：电源（电压未知且保持不变），滑动变阻器，定值电阻R0（阻值已知），量程合适的电流表各一个，开关一个，导线若干。如何设计实验测出一只额定电压为2.5V的灯泡的额定功率P额？画出设计的电路图，写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。

分析思路：

测灯泡的额定功率，需要测出其两端的电压为额定电压2.5V。利用已知阻值的定值电阻R0和电流表可以解决问题。

电路选用并联电路，将灯泡L、定值电阻R0并联后和滑动变阻器RP串联，通过改变RP大小，使通过R0的电流为2.5/ R0，根据并联电路的特点，就能保证灯泡两端的电压为2.5V。

分析解答：

⑴设计电路图

⑵步骤：

①连接电路，先将电流表接入R0支路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为2.5/ R0；

②保持滑片P的位置不变，再把电流表接入灯泡L的支路，读出电流表的示数IL；

⑶表达式P额=2.5IL。

（三）家庭型

小明家有一个刮胡须用的电剃须刀，由于说明书遗失，只知道它的额定电压是220V，没有其他数据。小明想利用他家的电能表和一只秒表，测出该电剃须刀的额定功率。他观察了一下他家电能表的铭牌有如下字样：“220V，10A，50Hz，3600R/kwh”。请你帮他设计一种简便方法，测出这个电剃须刀的功率。要求：写明实验步骤，用字母代表所涉及的物理量；导出计算电功率的公式。

分析思路：

电能表是测量电路中消耗电能的仪表，秒表可以测量用电器工作的时间，根据公式P=W/t可以计算出用电器的电功率。

分析解答：

⑴实验步骤：

①将电剃须刀接入电能表所在的电路，让它独自工作，其余用电器停止工作。

②用秒表测出电能表转盘转过n圈所用的时间t。

⑵电剃须刀功率的表达式P=W/t=n/3600）/t（kw）

三、小试牛刀

1、用如图所示的电路来测量额定电压为0.3A的小灯泡L的额定功率，其中R0是阻值已知的定值电阻，R是滑动变阻器。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤：

（1）闭合开关S和S1，断开S2，____________，

（2）_______________________；并记录电流表的示数为I；

（3）则灯泡L的额定功率P=___________。（用已知量和实验中所测物理量的字母表示）

2. 小刚要测定家中一台电风扇的功率，他家可以使用的器材有：一个电能表（电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清，但电能表转盘在工作时能正常转动）、一只标有“220V，40W”的台灯，秒表一只。请你帮他设计一种方法，测出这个电风扇的功率。要求：写明实验步骤，用字母代表所涉及的物理量；导出计算电功率的公式。

（1）步骤：

①_______________________________________________，

功率表篇10

2.功率的单位W是一个导出单位,是从功率的定义中得出来的.1W=1J/s,表示在1s的时间完成1J的功.由于W比较小,在实际应用中常用kW作为功率的单位:1kW

=1000W.在学习中应分清功的符号和功率的单位.

3.在使用P=■进行计算时,P、W、t的单位分别为W、J和s,请注意单位的统一性.

4.根据W=Fs,得到功率P=■=■=F■=Fv的另一种表达形式,它对解决车、船的速度、功率、牵引力的问题较为方便.

典型题解析

一、概念辨析类

例1下列关于功率的说法正确的是().

A.功率大的机械比功率小的机械做功一定多

B.功率大的机械比功率小的机械做功一定少

C.功率大的机械工作时所用的时间一定少

D.功率大的机械工作时做功一定快

解析功率定义为单位时间内完成的功,由所做功的多少和所用的时间共同决定,它反映了物体做功的快慢.A、B、C中都缺少一个因素,判断是错误的.

物理学中用功率表示物体做功的快慢,所以功率大的机械做功一定快,故选D.

点评类比法是学习物理常用的方法,例1中我们可以将功率与速度作类比,物体运动的路程长,运动的速度不一定大;物体运动的速度小,运动的路程不一定短.我们可以用同样的方法来理解功率.

例2下列说法中正确的是().

A. 机械效率越高,机械做功一定越快

B. 做功越多的机械,机械效率一定越高

C. 功率越大的机械,机械效率一定越高

D. 做功越快的机械,功率一定越大

解析由于对功率和机械效率的概念模糊不清,一知半解是造成错解的主要原因.

功率大的机械,机械效率不一定高;机械效率高的机械,功率也不一定大.所以A、C选项错误.做功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,所以B选项错误.

做功越快,功率一定越大,因为功率是表示做功快慢的物理量,所以D选项正确.

点评功率和机械效率是两个不同的概念,机械效率表示物体所做有用功与总功的比值;功率表示物体做功的快慢,二者的物理意义不同,根本没有直接的联系,不存在相互制约关系,不能混为一谈.

例3三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶,甲沿上坡路,乙沿水平路,丙沿下坡路,都行驶相同的时间,下列说法中正确的是().

A.甲车的功率最大

B.乙车的功率最大

C.丙车的功率最大

D.三辆车的功率一样大

解析因为三辆汽车的牵引力和速度相同,依据P=■=■=F・■=Fv可知三车的功率也相同.选D.

点评本题不要被它所创设的情景所迷惑,而是要抓住关键条件,并熟悉功率的推导公式.

二、估算类题型

例4李明同学较快地由一楼跑到三楼,用时约为12s.他的功率与下列哪个值最相近?().

A.3W B.30W

C.300W D.3000W

解析人体重约为500N,一楼到三楼为2层高,层高一般为3m,所以可以代入公式计算:P=■=■=250W.选C.

点评这里缺少的条件(体重、楼高)需要根据已有知识进行估计代入运算,另外要注意的是一楼到三楼只有2层高.

例5某人骑一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,则在通常情况下,骑车人消耗的功率最接近().

A.1WB.10W C.100W D.1000W

解析因为没有时间,所以这题不用

P=■来计算.自行车的车速大约为5m/s,骑车时克服摩擦力做功,所以用公式P=Fv计算得到功率约为100W.选C.

点评这道题除了要估计自行车的速度外,还要熟悉推导公式的运用.

三、比例计算类

例6暑假中,明明和爸爸到花果山去游玩,他们进行了爬山比赛,已知明明和爸爸的体重之比为2:3,从山底分别沿两条不同的路线爬上同一山顶所用的时间之比是3:4,则明明和爸爸爬山的功率之比为().

A.2:3 B.1:2C.9:8 D.8:9

解析功率P=■=■,所以■=■

×■=■×■=■.

选D.

点评本题中明明和爸爸沿不同路线爬山,路径不同,但他们在力的方向上(竖直方向上)移动的距离是相同的.

四、实验题类型

例7 实验中学举行首届跑楼梯比赛,共有20名选手进入决赛.若要测量参赛者的功率大小,需测出的物理量是().

A.登楼所用的时间

B.参赛者的体重、所登楼层的高度

C.参赛者的体重、所登楼层的高度以及登楼所用的时间

D.参赛者的体重、所登楼层的高度、登楼所用的时间以及参赛者通过的路程

解析依据公式P=■=■=■的推导便可知道要测量的物理量,即参赛者的体重、所登的楼层高度及时间.跑楼梯实际上是克服自身重力做功,所以只要测出力的方向上(竖直向上)移动的距离即可,无需测量路程,所以D错误.选C.

点评功率没有办法直接测量,可以依据公式进行推导,用可以直接测量的物理量来求.

例8引体向上是体育测试项目之一,引体向上时双臂的拉力使身体上升,并对身体做功.请根据你自身的体验或观察他人做引体向上的过程,找出所需的物理量(用字母表示),写出引体向上时人做功的功率的表达式.

解析引体向上依然是克服自身重力做功,所以依据P=■=■=■可知需要测出体重、上升高度(手臂长)、对应的时间.

答案1.用体重计测得人的体重为G;

2.用刻度尺测得手臂长为h;

3.用秒表测得连续做5次引体向上的时间为t;

4.表达式为P=■=■=■.

点评直接测出一次引体向上对应的时间误差很大,所以要适当地测几次引体向上总的时间进行计算.

五、计算类题型

例9一辆“奥迪”A4轿车用3000N的牵引力以72km/h的速度在高速公路上行驶,这时轿车的功率是多少?

解析根据P=■=■=F・■=Fv,已知力F和速度v就可以求出功率P.不过要注意各个物理量的单位,72km/h要化成用m/s作单位.

v=72km/h=20m/s

P=■=■=F・■=Fv=3000N×20m/s

=6×104W.

点评这道题要用P=■来直接求解显然是行不通的,但是对功率的推导公式熟悉的话求解就非常简单了.

例10在中考体育考试的跳绳测试中,某同学1min跳了180 次,若她的质量为40kg,每次跳起的高度为5cm,跳绳时的功率是多少?(取g= 10N/kg)

解析跳绳时克服自身重力做功,因为这里1min内跳了180次,所以要先求出1min内180次的总功才行,并注意单位.

W=Fs=mgh=40kg×10N/kg×0.05m×180

=3600J,P=■=■=60W.

例11解放牌卡车在平直的公路上匀速行驶8s,通过的路程是120m,若此时卡车发动机的牵引力大约4000N,则在这段时间内:

(1)卡车行驶的速度是多少?

(2)发动机所做的功大约是多少?

(3)发动机的功率又是多少?

解析因为该题中既涉及功和时间,也有速度的求解,所以第(3)题可以两种方式求解.

(1)v=■=■=15m/s.

(2)W=Fs=4000N×120m=4.8×105J.

(3)方法一:P=■=■=6×104W;