一種測量電功率的儀器。電功率包括有功功率、無功功率和視在功率。未作特殊說明時，功率計一般是指測量有功功率的儀表。

功率計的常用別稱：功率表、瓦特表、瓦特計、數顯功率計、數字功率計、數顯功率表、數字功率表、有功功率表、功率分析儀、變頻功率分析儀、高精度功率分析儀、寬頻功率分析儀等等。

 

 

一、概述

　　功率計是指測量電功率的儀器。電功率包括有功功率、無功功率和視在功率。未作特殊說明時，功率計一般是指測量有功功率的儀表。隨著變頻調速技術的發展，適用變頻電量測量的功率計的需求越來越迫切，適用變頻電量測量的功率計，其功能更多，技術更復雜，通常稱為功率分析儀、變頻功率分析儀或寬頻功率分析儀，一般具備諧波分析的功能。

　　功率是表征電信號特性的一個重要參數。功率計是測量電信號有功功率的儀表。
　　在直流和低頻范圍，可以通過測量電壓和電流計算功率，瞬時功率計算公式如下：

　　p(t)=u(t)i(t)

　　對于周期為T的周期信號，一個周期內的瞬時功率的平均值，稱為有功功率。有功功率計算公式如下：

　　

　　對于正弦電路，有功功率計算公式如下：

　　P=UIcosφ

　　正弦電路的有功功率計算公式中，U、I分別為正弦交流電的有效值，φ為電壓與電流信號的相位差。

　　正弦電路的無功功率計算公式請參見銀河百科“無功功率”。

　　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。

　　非正弦電路的位移無功功率計算公式、畸變無功功率計算公式、廣義無功功率計算公式請參見銀河百科“位移無功功率”、“位移無功功率”及“廣義無功功率”。

　　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。在波導系統中，因為存在不同的電磁模式，電壓和電流失去唯一性。在各頻段和各傳輸系統中，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。

二、功率度量單位

　　有功功率的基本單位為瓦（W），1W等于在1秒內做1焦耳的功。常用單位還有兆瓦（1MW=10^6W）、千瓦（1KW=10^3W）、毫瓦（1mW=10^-3W）、微瓦（1μW=10^-6W）、皮瓦（1pW=10^-12W）。

　　無功功率的基本單位為乏（Var），常用單位還有兆乏（1MVar=10^6Var）、千瓦（1KVar=10^3Var）、毫瓦（1mVar=10^-3Var）、微瓦（1μVar=10^-6Var）、皮瓦（1pVar=10^-12Var）。

　　視在功率的基本單位為伏安（VA），常用單位還有兆乏（1MVA=10^6VA）、千瓦（1KVA=10^3VA）、毫瓦（1mVA=10^-3VA）、微瓦（1μVA=10^-6VA）、皮瓦（1pVA=10^-12VA）。

三、功率計的發展

　　早期的功率計以指針式為主，隨著微電子技術及計算機技術的發展，數顯功率計以高性能、高精度、讀數直觀方便、具備上位機通訊接口等優點逐漸代替指針式功率計。

　　指針式功率計或數顯功率計通常以測量工頻（50Hz/60Hz，即電網的頻率）正弦波電量為主，對于非工頻或非正弦波電量，其測量精度降低或測量失效。

　　連接在工頻電網上的非線性設備，如整流器、變頻器等，其電壓波形為正弦波，其電流波形會有畸變，當畸變率超過一定程度之后，上述儀表測量結果會有較大偏差。

　　非線性設備的大量使用，導致電網的諧波污染日益嚴重，造成電網電壓波形的畸變，許多時候，電網電壓也不能被簡單的視為正弦波處理。

　　電力電子技術及變頻調速技術高速發展，變頻器的應用日益普及，變頻器調速是國家十二五計劃中電機系統節能的重要措施之一，變頻器本身的效率以及使用變頻器之后，非工頻、非正弦電量對電機效率及性能的影響等，不可忽視。傳統功率計面臨著嚴峻的挑戰！

　　研究適合變頻電量測量分析的變頻功率分析儀，是變頻調速技術持續發展，電機系統節能減排亟待解決的問題。

　　變頻功率分析儀的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及整流器輸入的電流波形，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，下圖中為常見變頻電量的波形及相關頻譜圖。

兩電平變頻器輸出PWM電壓波形及正弦電流波形

二極管整流變頻器輸入正弦電壓波形及畸變的電流波形

變壓器空載電流波形及諧波頻譜

　　由于變頻電量的頻率成分復雜，變頻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，相比工頻功率計而言，其功能較多，技術較復雜，一般稱為變頻功率分析儀或寬頻功率分析儀，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，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。

　　4、總有功功率計算公式采用電壓電流瞬時值積分的方式。

　　5、基波有功功率計算公式采用傅里葉變換得到的基波電壓、電流有效值及相位差分別替代正弦電路有功功率計算公式中的U、I、φ即可。

四、新型產品

　　WP4000變頻功率分析儀是一款比傳統數字功率計擁有更寬頻帶和更多功能，比進口高精度功率分析儀擁有更佳頻率特性的寬頻功率分析儀，適用于各類變頻調速系統的電壓、電流、功率、諧波等電量測試、計量的新型測量設備，是變頻技術高速發展的必然產物，也是變頻技術持續健康發展的重要基礎儀器，更是變頻設備能效評測不可或缺的工具。

　　◆ 該儀器/系統由數字量輸出的變頻電量變送器和數字量輸入的二次儀表構成，兩者通過光纖連接。完全避免了復雜電磁環境下傳輸環節的衰減和干擾。

　　◆ 采用電機、變頻器、變壓器、節能燈具等電器產品的各種試驗工況下實測最低準確度指標作為標稱準確度指標。

　　◆ 根據電壓、電流的量程從1mV~20kV，100uA~7000A，變頻電量變送器有100多種規格型號可供選擇，對于高壓、大電流測量，既可采用低電壓、小電流的DT系列數字變送器與外部傳感器配套使用，也可直接采用高電壓、大電流的SP系列變頻功率傳感器直接測量，減少中間環節，提高系統測量準確度。

　　◆ 每臺分析儀可配置1~6個功率單元（變頻電量變送器），對于更多功率單元的測試項目，可采用多臺分析儀級聯，在同步光纖的控制下，實現多臺分析儀之間的準確同步測量。 

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