E6000电能质量分析仪测量真有效值

 交流真有效值，你真的测出来了么？ 

许多商业和工业的装置都为断路器的频繁误跳闸所烦扰。造成这种现象的一方面原因是回路里的电流的测量值低于真实值。 

当前的数字测量仪器如此可靠，为什么又会发生这种现象呢？答案就是许多测量仪器都不适合于测量失真（畸变）电流，而实际上大部分电流又是失真的。这意味着，在对电力系统进行故障检修或者性能测试分析时，有必要准确测量交流电压或电流的真有效值。 

什么是有效值？  

交流信号的有效值等于在同一负载上产生同等热量所需施加的直流量有效值。 

测量有效值zui严谨方法应该是测量热值，但是测量热值通常只能在实验室条件下做到，有效值数学角度的定义如下：

实际中存在三种测量方法。 

1 、平均整流法  

通过精密整流与平均滤波电路实现，测量波形的“平均值（MAD）”，然后根据标准正弦波的有效值与MAD之间的固定比例关系，调整增益得到有效值。但是对于有失真的波形，rms/MAD值会发生改变，用这种方法会产生严重误差。

表 1 RMS、MAD和波峰因数表 

2 、真有效值电路法  

按照有效值的数学定义，输入信号经过平方、平均、开方电路的处理，zui终得到有效值，但实际中精度会受运放等模拟器件的带宽、低通滤波器的输出纹波与建立时间设定的限制。经典六位半万用表Agilent34401中就使用了该方法。 

图 1 真有效值电路原理 

3 、数字采样值计算法  

通过ADC对输入信号采样，然后在处理器中对采样值进行平方、平均、开方运算，计算出有效值。测量精度与计算算法直接相关，一些数字化仪表及电能质量分析仪中使用该方法。 

存在多种测量方法会引发的问题  

由于存在三种不同的测量方法，对于同一信号源，不同仪器的显示值有明显差异的情况时有发生。如果现场没有标准电压源，就无法确认哪个测量值才是准确的。 

以下是使用电压有效值年准确度为51ppm电能功率标准源Fluke610，输出50Hz标准正弦波，对比测试六位半万用表Agilent34401、电能质量分析仪E6000、电能质量分析仪fluke435的情况。 

图 2 三台机器对比测试场景 

结果三者的显示值分别为：229.66V、229.97V、230.0V，可以发现E6000的精度已经大幅度超过六位半万用表，比fluke435要高一位显示小数，与校准器zui接近，精度在对比实验中zui高。 

表 2 对比测试数据 

由上述原理分析及实验对比可见，测量原理是交流信号有效值准确测量的决定性因素 。广州致远电子生产的电能质量分析仪E6000使用的同步采样技术，严格按照IEC61000-4-30定义的幅值测量方法进行有效值计算，从而能实现了超越六位半万用表的测量精度。