如何選購功率錶(Power Meter)
交流電源功率錶係用來測量設備在115/230V, 50/60Hz電源線上的功率消耗。
近年來,由於能源控制及環保之需求,因此精密電流、瓦特及功率因素之量測是首要任務之一。本文中將說明功率錶之原理及如何從市場中選購最適合的功率錶。
1. 功率錶的原理
根據定義,功率錶所測量之參數如下:
(註:交流電路以Vrms, Arms最主要的目地即是在電阻性負載下(PF=1),其功率值等於均方根值電壓與電流之乘積,即W= Vrms x Arms at PF=1,此時與直流電路之功率計算是相容的)。
功率因素係指電壓與電流波形之關係,上面的公式為一通案,即任何狀況下均可以上述公式來計算功率因素,傳統常使用的公式 P.F=cos僅適用於電壓與電流波形均為正弦波的情形下。實務上僅適用於馬達之電感性負載,而今天絕大多數的電子設備其負載型式為整流式之電容性負載,其電流不為正弦波,故需以 W/VrmsxArms 來計算才正確。
2. 功率錶之實現方式
根據上述功率錶原理之公式,功率錶之實現方式可分為類比式轉換器與數位式轉換器,分述如下:
2.2 數位式轉換器以數位讀值顯示
使用高速A/D轉換器對電壓電流波形同時取樣,( 即如雙軌數位示波器) 然後使用中央處理器 CPU 與軟體 (依據下列之公式) 來得到Vrms、Arms、Watt 的結果於顯示器上,其方塊圖如下所示。
此種方式,當電壓電流波形於一週期內的取樣數愈多又 A/D 轉換器的解析度愈高時,便可得到更佳的精確度。4010/4011 於一週內同時對電壓和電流波形取樣 256 次,並使用12位元的高速 A/D 轉換器,便可得到優於0/1%的精確度。

3. 那些是功率錶中重要的規格
3.1 規格
3.1.1 精確度
3.1.2 電流的峰值係數
3.1.3 有效測量範圍
3.1.4 校正週期
任何測量儀錶均需定期校驗,才可確保品質,而功率錶之校驗週期依不同工作原理而有所差異。類比式轉換器由於有零件老化、漂移及溫度等因素,影響僅3~6個月即需校驗,而數位式轉換器則可達一年。
3.2 要求試用/展示及做確認
3.2.1 不同廠牌 / 機型的 Power Meter 以一固定的產品用不同廠牌 / 機型的 Power Meter來測量,比較每個 Power Meter 的讀值結果,如此便可瞭解功率錶之特性、規格、原理等的差異性。
3.2.2 以一固定產品將其電源輸入分別設定為 115V及230V,然後測試並記錄結果。一般而言,同一台的功率錶的讀值應該十分接近,實際上於230V 時的功率讀值通常會比 115V時為小,這是由於產品內部的電源供應器在230V時,其功率損耗較小的緣故。
4. 結論
博計的 4010/4011 數位化功率錶是採用數位式轉換器,具有 0.1% 的精確度,自動向上換檔以避免產生電壓、電流之不正確測量,從1%起的有效測量範圍及可靠的一年校驗週期。 4010/4011經各大廠商使用後,證實具有優異的一致性測量 (對115V及230V而言),高精確度及高價格功能比,並具備 GPIB 標準介面,是一部值得您信賴又可解決貴公司產品之功率量測的最佳方案。