隨著高尖端儀器設(shè)備的不斷問世，為了滿足其高性能，高精確度的要求，高穩(wěn)定性純凈的電源就顯得尤為重要。電源特性等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用。
WT3000以其強(qiáng)大的功能在電能質(zhì)量分析中扮演著重要的角色。其便捷的操作和多種通訊接口，緊扣時(shí)代的主題。給人們?cè)趲砉ぷ鞣奖愕耐瑫r(shí)，也為測(cè)試方法的改進(jìn)提供有力的保障。甚至在某些方面可以顛覆繁冗的傳統(tǒng)測(cè)試觀念。
1 傳統(tǒng)的電源測(cè)試
衡量電源性能的指標(biāo)主要是指示準(zhǔn)確度，帶載調(diào)整率以及隨供電電源變化的電壓調(diào)整率等。直流電源更多地考慮紋波噪聲帶來的影響，而交流電源則是受失真度的影響比較大。所以在電源測(cè)試中，一方面得用指示設(shè)備(如數(shù)字多用表，示波器，失真度儀)來分別測(cè)試被檢電源在加載和卸載情況的輸出性能，另一方面還需要在一定范圍內(nèi)改變被測(cè)電源的供給電壓，即加調(diào)壓裝置或可變交流輸入電壓，測(cè)試其帶載輸出。這樣的操作分別要在恒壓和恒流兩種模式下進(jìn)行，在恒壓模式下，負(fù)載與測(cè)量設(shè)備是同時(shí)加在電源輸出端的，即電源與數(shù)字電壓表是并聯(lián)的；在恒流模式下，負(fù)載和數(shù)字電流表和電源是串聯(lián)在回路里的。此時(shí)應(yīng)該特別注意，電源輸出應(yīng)經(jīng)過負(fù)載以后再串接電流表，以降低電流表端子承受高電壓帶來的危險(xiǎn)。
在調(diào)壓裝置后需要監(jiān)視被檢電源的供給電壓，這不需要很高的準(zhǔn)確度，用指示儀表就可以了?？偟膩碚f，電源測(cè)試框圖如圖1所示。
其中測(cè)量設(shè)備包括數(shù)字多用表，示波器或失真度儀等，開關(guān)控制負(fù)載通斷，在測(cè)試帶載電流時(shí)，數(shù)字電流表與負(fù)載形成串聯(lián)回路即穩(wěn)流模式；在測(cè)量穩(wěn)壓模式中，數(shù)字電壓表并聯(lián)在被測(cè)量電源的輸出兩端。注意，此時(shí)數(shù)字電壓表不能隨意連接在負(fù)載兩端，會(huì)引起不必要的測(cè)量誤差。
2 WT3000帶來的測(cè)試變革
2．1 多通道同時(shí)測(cè)量
在傳統(tǒng)測(cè)試方法中，指示設(shè)備都是單線程的。在多路輸出電源中應(yīng)用起來比較麻煩，需要測(cè)試完一路再接線測(cè)試另外一路，尤其在三相交流電源測(cè)試中，如此反復(fù)的換相操作還是比較繁瑣的，也特別危險(xiǎn)。
針對(duì)WT3000的多通道同時(shí)測(cè)量，可以將電源的多路輸出與WT3000的多路通道測(cè)量對(duì)應(yīng)起來，同時(shí)進(jìn)行多路輸出測(cè)試。這樣既避免了反復(fù)換相的麻煩，也提高了效率，其安全性也不言而喻。
2．2 集合多種儀器功能可以一機(jī)代多機(jī)
前面所提到的測(cè)量設(shè)備包括有數(shù)字多用表，示波器，失真度儀等。有的失真度儀對(duì)輸入的電平幅度有一定的限定要求，所以使用時(shí)可能還必須根據(jù)需要配套衰減探頭等輔助工具，復(fù)雜的接線自不必說，如此多的設(shè)備可能對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響也比較復(fù)雜和多元化，因此，分析影響量來就不是那么容易了。
WT3000以其諧波分析功能可以測(cè)量及分析電源的諧波失真，在實(shí)現(xiàn)數(shù)字多用表功能(電壓、電流)的同時(shí)，還可測(cè)試出失真，頻率，相位，功率等參數(shù)，可以說它是數(shù)字多用表和失真度儀功能的結(jié)合甚至還有補(bǔ)充。此外WT3000的波形分析功能也能一定程度上分析紋波參數(shù)。這樣就很容易分析數(shù)據(jù)，解決測(cè)試問題。
2．3 相角測(cè)量
在測(cè)試交流三相電源中，相位也是一個(gè)很重要的指標(biāo)參數(shù)。在一般測(cè)量中，很容易忽視這個(gè)測(cè)量參數(shù)。尤其在三相負(fù)載不平衡時(shí)，相位角測(cè)量誤差尤為突出。為此，先敘述一下平衡負(fù)載的概念。所謂平衡加載，就是指交流電源三相輸出所承受的是相等的負(fù)載，三相之間角度標(biāo)稱值是120°。而在某一相加載較輕，如某相負(fù)載為其他兩相固定負(fù)載的1／3時(shí)，三相的輸出電壓相對(duì)平衡負(fù)載會(huì)有一定的變化，這時(shí)三相之間的夾角與120°有一定的誤差。對(duì)于質(zhì)量特性好的電源來說，這個(gè)測(cè)量誤差相對(duì)較小。
傳統(tǒng)的測(cè)試方法是直接測(cè)量相電壓法來實(shí)現(xiàn)的，通過余弦定理，可以計(jì)算出相角。即：
其中，A，B，C是三相與零線N之間的電壓，AB,BC,AC是相與相之間的電壓，都是測(cè)試出來的，c，b，a分別是A-B，A-C，B-C之間的相角。通過數(shù)據(jù)處理計(jì)算出相與相之間的角度。這樣做有一定的計(jì)算量，還不夠直觀明了，且操作起來麻煩。
測(cè)試負(fù)載效應(yīng)時(shí)，無需換線等，只要稍稍調(diào)整負(fù)載，就可用WT3000的矢量分析功能來獲知三相間的矢量圖，即幅度相角等，DELTA計(jì)算(／DT)功能還能方便快速測(cè)量相電壓等。
2．4 分析電源的轉(zhuǎn)換效率
電源的轉(zhuǎn)換效率就是指其輸出的功率與其所消耗功率(即輸入功率)的比值，即
相比于傳統(tǒng)方法，需要將被測(cè)電源的輸入輸出功率分別測(cè)試，除了復(fù)雜的接線外，測(cè)試起來也不能很好地保證同步性。而測(cè)試效率時(shí)，同步性恰恰是最關(guān)鍵的。
如果能用一臺(tái)設(shè)備就能完成輸入輸出功率的同時(shí)監(jiān)測(cè)，就能很好地保證同步性了。WT3000的多通道能使輸入和輸出功率在一個(gè)操作界面中比較，其分析存儲(chǔ)打印等功能對(duì)分析電源效率還是相當(dāng)方便的。
3 電源的自動(dòng)測(cè)試
隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)測(cè)試技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸覆蓋到工作中的方方面面。WT3000配有PC卡槽，GP-IB接口，BS-232接口，以太網(wǎng)接口和USB接口等，接口的多樣性確保能和計(jì)算機(jī)等其他設(shè)備程控通訊。這樣無論你工作中使用的是基于C／C++等語言編程工具，還是基于Labview等圖形編程工具，都很容易輕松實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)測(cè)試。
盡管數(shù)字多用表、示波器、失真度儀等都可以程控操作，但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于儀器設(shè)備繁多，有的甚至還不能被程控，而且手動(dòng)操作(比如反復(fù)換相，接線等)的過多，這樣自動(dòng)測(cè)試就顯得不是那么必要了。正是由于前文提到WT3000的集合多種功能于一體和測(cè)試過程中便捷性決定了電源自動(dòng)測(cè)試的可行性。用戶可以根據(jù)其需要編輯相應(yīng)的測(cè)試程序，通過程控端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)程控電源、程控負(fù)載以及WT3000的自動(dòng)控制。模型示意圖如圖2所示。
其中，程控電源，程控負(fù)載及其測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)WT3000都是按照電源測(cè)試方法連接的，參照?qǐng)D1，視具體情況而定。比如在測(cè)試恒壓態(tài)指標(biāo)時(shí)，需要將WT3000和程控負(fù)載并聯(lián)在電源的輸出端口上；而在測(cè)試恒流態(tài)指標(biāo)時(shí)，又需要將WT3000和程控負(fù)載與電源一起串聯(lián)成一整個(gè)回路等，這里就不再贅述。需要注意的是，控制電源的輸出和負(fù)載的打開一般需先行輸出電源再行打開負(fù)載，必須保證電源的輸出功率在電子負(fù)載的承受功率范圍之內(nèi)，直流電子負(fù)載的正負(fù)向必須與直流電源的正負(fù)向相對(duì)應(yīng)。如有異常必須立即關(guān)閉電源輸出以確保人身安全和設(shè)備免受損壞等。
由于在這個(gè)模型中，電子負(fù)載和程控電源都是相互扮演著輔助設(shè)備的角色，真正測(cè)試結(jié)果都是在WT3000上體現(xiàn)的，所以此方法對(duì)電子負(fù)載的測(cè)試也同樣適用。
4 結(jié)束語
本文都是工作中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，所提到設(shè)備的特點(diǎn)是針對(duì)于測(cè)試過程中問題提出的。旨在改進(jìn)電源的測(cè)試方法，提高工作效率。通過以往的基礎(chǔ)以及發(fā)現(xiàn)的問題，適時(shí)結(jié)合設(shè)備的特點(diǎn)，發(fā)掘出其更多的作用。