在高频的情况下,或者是在低频的非常低的功率因数情况下,这种相角误差甚至会毁了整个功率测量。在低功率因数的情况下,几百个纳秒的延迟可能会引起非常大的功率误差。
LMG500/LMG600功率分析仪的一大特征是具备校正电压、电流互感器延迟时间的能力,时间的分辨率是纳秒级别的。
要做这个调整,找到一个合理的信号参照是非常重要的。
这个信号可以是带有电压和电流输出的、并且频率和相角可以改变的标准源;也可以是能变小到可以直接输入功率分析仪并且可以被互感器测量的被测信号本身。
使用被测信号本身校正的巨大的好处是,它校正的频率与需要测量的频率一致,而互感器的相角误差通常是取决于信号的频率的。
校正方法如下:
将直接输入电流回路在互感器上缠绕几圈然后连接到电流测量通道,同时将互感器信号输入到另一个电流测量通道,并联电压信号到这两个通道。仪器设置正确的电流变比以便比较有功功率,见上图。
信号相角接近90度时能获得更加敏感的变化。
通过仪器互感器延迟设置菜单,调整互感器输入通道的功率因数到与直接输入相同。
重要的是要调整功率因数相同而不是有功功率相同(虽然两种几乎都一样),原因是每个传感器都会有一些增益误差,通过延迟调整补偿增益误差会引起错误的测量结果。
功率因数不依赖于增益误差,所以调整功率因数,不混合增益误差到相角校正结果会好一些。
为了理解这一点,请见以下正弦的电压和电流信号计算公式:
PF=P/S=(Utrms*Itrms*cos(phi))/(Utrms*Itrms)=cos(phi). 其中Utrms 和 Itrms 可以约掉。
对于非常高的频率(大于3kHz)的信号,校正时使用的电流最好不要大于5A, 因为仪器的5A及以下量程在高频时直接测量精度最好。
见以下的延迟调整前后的例子:
传感器延迟约280纳秒,这里的延迟时间设定为-280纳秒,见功率因数和有功功率的值。
电流传感器延迟或者相角误差不一定是正的,高频下无源的电流互感器的相角延迟通常是负的,必须用正的补偿值来补偿。