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WP4000变频功率分析仪为何标称相对精度?

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  • 发布时间:2014/3/3 13:42:45
  • 作者:银河电气

相对精度的提出

  WP4000变频功率分析仪是目前国内外唯一一款标称相对精度的变频功率分析仪,那么,到底是什么相对精度?与其它功率分析仪的精度标称有何区别?
  首先,让我们回顾一下相对误差引用误差的概念。
  相对误差是指测量所造成的绝对误差与被测量真值之比,一般以百分数表示。
  由于被测量真值不可知,在仪器仪表校准检定时,一般用标准表示值(约定真值)替代,在实际测量中,以测量结果(仪表示值)替代。
  即:相对误差=绝对误差/真值
  或:相对误差=绝对误差/约定真值
  或:相对误差=绝对误差/测量结果
  引用误差是仪表中常用的一种误差表示方法,它是相对于仪表满量程的一种误差,测量的绝对误差与仪表的满量程值之比,称为仪表的引用误差,一般以百分数表示。
  即:引用误差=绝对误差/量程(或测量范围)
  就定义而言,引用误差可以认为是相对误差的一个特例,即仪表在满量程时的相对误差。
  在实际测量中,两者具有截然不同的含义!
  引用误差常被用来度量仪表的准确度。例如:引用误差不超过0.2%的电工仪表的准确度为0.2级。
  换言之,知道了仪表的引用误差限值(最大引用误差),就可以判断仪表的准确度,然而,我们并不能以此判断测量结果的精确度!
  为什么呢?
  还是举例说明:
  就目前技术而言,量程为100V的0.05级的电压表可以算是高精度电压表了,可是,该电压表用于测量电压,其结果不一定令人满意!
  原因在于,对于固定仪表,其测量结果的最大绝对误差是相对固定的,也就是说:
  该电压表测量100V电压时,其最大绝对误差为0.05V,精度为0.05%读数;
  该电压表测量10V电压时,其最大绝对误差还是0.05V,精度为0.5%读数;
  该电压表测量1V电压时,其最大绝对误差还是0.05V,精度为5%读数!
  或许您会说,该电压表测量不同电压时,其最大绝对误差不一定都是0.05V!
  您说得很对,然而,误差本来就有不可知性,如果我们都知道误差是多少了,完全可以通过修正让其没有误差!
  因此,我们只能以可能发生的最大误差(或误差有很大的概率落在某个区间内,可将该区间的上下限作为最大误差,这是不确定度的概念)来评价仪表的测量误差。而从上述电压表准确度给出的信息中,我们只能判断出,该电压表的最大绝对误差为0.05V。
  一个在测量界没有争议的事实是:同样的仪表,相对量程而言,被测量为小信号时,测量精度较差!
  这里说的测量精度,不能以引用误差或准确度度量(如果说可以,那也是通过引用误差和测量结果换算为相对误差),只能由相对误差来度量,我们不妨称为相对精度或读数精度
  也就是说,仪表标称的是引用误差或准确度,而实际测量关注的是相对精度或读数精度。或者说,引用误差或准确度用于衡量仪表的测量质量,而相对误差或相对精度用于衡量测量结果的质量。

相对精度的困难

  您可能会有疑问,既然这样,为什么仪表不标称相对精度呢?
  如果您能这么想,恭喜你,你有创造性思维和挑战传统的勇气!
  然而,仪表要标称相对精度有不可克服的困难!至少目前技术状态是这样的!
  事实上,世界上暂时还不存在一台可以准确测量任意大小信号的仪表,按照我们目前对自然界的认识,或许这样的仪表永远都不能诞生!
  正如:
  我们不会用米尺去测量纸的厚度;
  我们会以斗量禾,不会以斗量金(世界首富除外);
  我们不会用体重秤称小白鼠的体重;
  因为常识告诉我们,这是测不准的!
  可实际测量中,我们往往就会置常识于不顾!
  例如,某国内著名电机企业的电机试验站,同时需要对10kV和380V的电机进行测试,380V电机的最低功率电压可能只有几十伏,却只用一个10kV的霍尔电压传感器用于所有电机的所有试验的测量。

相对精度的条件

  既然仪表不能在全范围内的统一的相对精度,那么,是不是相对精度在表述仪表精度指标中就没有意义了呢?
  那也不是,我们可以做适当的变通!
  做不出能准确测量任意大小信号的仪表,能做出在宽范围内准确测量的仪表也是有意义的!
  正如第一节中提到的100V量程的0.05级的电压表,我们知道其测量1V~100V电压信号时具有截然不同的相对精度,如果有一台100V量程的电压表,在1V~100V范围内都能实现0.05%的相对精度,也是很有意义的。
  至少,这台电压表的准确测量范围大大提升了,其适用范围更广了!
  WP4000变频功率分析仪正是采用了上述思路,在限定的一个较宽的范围内,实现较高的相对精度,并且将该相对精度作为功率分析仪的标称精度。例如:采用C型功率单元的WP4000变频功率分析仪在功率单元电压的0.75%~150%的额定电压范围内,均能实现0.2%的相对精度!
  WP4000变频功率分析仪的这一特性,一方面拓宽了单台仪器的其适用范围,减少用户投资;另一方面提高了宽动态范围内的测试精度,与标称精度相同的同类功率分析仪相比,在小信号时,其测量精度提升了两个数量级!
  作者:AnyWay中国
  湖南银河电气有限公司(http://www.vfe.cc/