功率计课程讲解
射频功率计基础知识
功率计三种分类详解功率计是测量电功率的仪器。
搞射频微波的各位亲们相比不陌生，功率计基本上也是和信号源、频谱仪、网络分析仪并行的几个大件之一，当然没有前面几个大哥那么昂贵图1 功率测量仪器的组成功率计分类一、按照连接方式分类射频或微波功率计按照在测试系统中的连接方式不同，又可分为：终端式和通过式两种。
终端式功率计把功率计探头作为测试系统的终端负载，功率计吸收全部待测功率，由功率指示器直接读取功率值。
由于需要吸收全部入射功率，终端式功率计常用于测试小信号。
终端式功率计有如下特点：（1）在常见的射频和微波功率测量仪器中，终端式功率计的幅度测量精度是最高的，超越了频谱仪或者信号分析仪，典型测量精度可以达到±1.6%.（2）不能测量大功率。
通常上限为+20dBm，下限为-60dBm左右。
（3）可以测量各种调制信号的平均功率、峰值功率、突发功率等。
通过式功率计，它是利用某种耦合装置，如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功率，送入功率计度量，传输的总功率等于功率计指示值乘以比例系数。
通过式功率计的业内先驱是Bird，射频微波的老人应该都知道。
下图就是典型的通过式功率计的原理框图：图2. 通过式功率计的原理框图通过式功率计的主要特点;（1）通过式功率计具有大功率测量能力。
理论上来说，只要传输线可以通过的功率，通过式功率计都可以测量。
所以广电上动辄上千瓦的功率，都是由通过式功率计来测量的。
（2）通过式功率计很难做到宽带，这是由于里面的定向耦合器的限制。
（3）由于定向耦合器的耦合度存在，通过式功率计不能用于太小的功率测量。
这个和终端式功率计正好各有所长。
二、按照灵敏度和测量范围分类射频或微波功率计按灵敏度和测量范围分类，可以分为测热电阻型功率计、热电偶型功率计、量热式功率计、晶体检波式功率计。
测热电阻型功率计使用热变电阻做功率传感元件。
热变电阻值的温度系数较大。
被测信号的功率被热变电阻吸收后产生热量，使其自身温度升高，电阻值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。
功率计
三相三线、三项四线功率测量
• 1、设定旋转开关到3Φ • 2、将显示上面的数字归零 • 3、将测试帮插入测试端子，选择显示屏上 显示的3 Φ3W,3 Φ4W和BAL进行三相三线 和三相四线的测量。 • 4、按下NEXT按钮，看KVA和KVAR，再按 下NEXT按钮看V和A，再按下NEXT按钮， 返回显示W和功率因子。
(4)钳形表不用时，应将其关闭。
测试项目
① AC/DC单相二线式功率和功率因数测量 ② AC/DC电流、电压测量 ③ 相位角测量 ④ 三相三线、三项四线功率测量 A、三相三线不平衡的电源测量 B、三相四线不平衡的电源测量
AC/DC单相二线式功率和功率因数 测量
• 对本项目进行测试的时候应该注意，当 旋转开关到KW时不能将钳部不能接任何的 导体。应该直接将表笔与两跟线接触。 • 如果接触将会使结果发生错误。
AC/DC电流、电压测量
• • • • • • 1、设定旋转开关至A 2、按下ZERO归零 3、将电线闭合与钳部内，不能有空隙。 4、设定旋转开关至V 5、插入测试线至本钳表的输入端 注意：测量范围DC（1000v）、AC（750v） 电流所测试的灵敏度为5A
相位角测量
• 1、设定旋转开关在PHASE处 • 2、将测试棒插入输入端子 • 3、连接测试棒V（红）到欲测量电压的端 子，（黑）棒与基准线连接 • 4、在LCD上显示相位角数及电压频率
三相三线不平衡的电源测量
• • • • • • • • • • • • • 一、测量WRS 和WTS 1、打开电源时，钳部不能有任何导线 2、设定旋转开关到3Φ 3、按3Φ按钮一次，并且只有3Φ3W符号会显示， 4、如果没有归零，那么先归零 5、将测试棒插入测试端 6、选择一个相（S或L2）为COM，连接COM（黑）测试端到此相 （S或L2） 7、连接测试端（红）到第二相（R或L1） 8、钳部钳住同相（R或L1） 9、等直到读数稳定，按NEXT键， WRS符号将消失，此时WTS符号出 现， 10、移开之前测量的部位，钳住第三相（T或L3） 11、直到读数稳定后按下NEXT键， WRS 和WTS符号消失， 12、再次按下NEXT键显示的数值就是W 3Φ3W
功率计的原理
功率计的原理功率计是一种用来测量电力系统中的电功率的仪器，它通过测量电流和电压以及它们之间的相位差来计算得出功率值。
功率计的原理基于电力系统中的电能转换和能量守恒定律。
首先，要理解功率计的原理，我们需要了解一些基本的概念。
电功率是电能随时间的变化率，用来衡量电能转换的速率。
它的单位是瓦特（W）。
电流是电荷随时间的变化率，用来描述电荷运动的强度。
它的单位是安培（A）。
电压是电场对电荷所做的功，用来描述电荷间的电势差。
它的单位是伏特（V）。
相位差是指电流和电压之间的相位角度差，它描述了电流和电压之间的时间关系。
在电力系统中，电流和电压之间存在相位差，这是由于电感、电容、电阻等电路元件的作用。
相位差可以是正的、负的或者零。
功率计利用这些概念来测量和计算电功率。
它一般分为两种类型：瞬时功率计和平均功率计。
瞬时功率计可以测量和计算瞬时功率值，它通过测量电流和电压的瞬时值以及它们之间的相位差来计算得出。
平均功率计可以测量和计算平均功率值，它一般通过将电流和电压信号进行采样，然后对它们进行处理来计算得出。
功率计的基本原理是利用欧姆定律和瞬时功率公式来计算功率值。
根据欧姆定律，电流和电压之间的关系可以用以下公式表示：I = V / R其中，I表示电流，V表示电压，R表示电阻。
根据瞬时功率公式，功率可以用以下公式表示：P = IV其中，P表示功率。
根据这两个公式，我们可以推导出以下计算功率的公式：P = V * I * cos(θ)其中，θ表示电流和电压之间的相位差。
功率计通过测量电流和电压的瞬时值以及它们之间的相位差来计算功率值。
它一般使用电流互感器和电压互感器来测量电流和电压信号的值，并使用相位角度计算器来测量相位差。
电流互感器是一种用来测量电流值的传感器，它通过安装在电路中的线圈来感应电流信号。
当电流通过线圈时，会在线圈中产生磁场，该磁场的强度与电流大小成正比。
通过测量线圈中的磁场强度可以得到电流的值。
电压互感器是一种用来测量电压值的传感器，它通过将线圈串联在电路的两个端点上来感应电压信号。
功率计的操作如何 功率计是如何工作的
功率计的操作如何功率计是如何工作的功率计是测量电信号有功功率的仪表。
功率是表征电信号特性的一个紧要参数。
在直流和低频范围，可以便利的测量负载上的电压有效值V、流过负载的电流有效值I及功率计是测量电信号有功功率的仪表。
功率是表征电信号特性的一个紧要参数。
在直流和低频范围，可以便利的测量负载上的电压有效值V、流过负载的电流有效值I及电压与电流之间的相位角，用下式计算功率值。
功率范围保证测量精度的可测功率最大值和最小值范围。
功率计的功率范围决议于功率探头。
最大允许功率探头不被损坏的最大输入功率值，通常指平均功率。
在测量大功率峰值信号时，注意峰值电压不能超过确定值，否则造成电压击穿。
使用功率计时确定不能测量大于允许功率值的信号，否则会造成功率探头烧毁。
频率范围能保证测量精度和性能指标的被测信号的频率范围。
测量精度指功率探头校准修正后的精度。
不包括测试系统的失配误差。
稳定性功率计的稳定性取决于功率探头的稳定性和指示器的零漂及噪声干扰。
响应时间也称功率传感元件的时间常数。
通常指功率指示器上升到稳定值的64%所需的时间。
探头的型号、阻抗选用功率计探头时，功率探头的使用频率、功率范围必需与被测信号一致，探头传输线的结构和阻抗应与被测传输线相互匹配。
操作步骤将探头和主机通过电缆连接开机预热后将探头接到主机校准源，按校准键校准校准结束后将探头取下，置入测试点频率进行测量注意事项使用前注意功率计和被测信号共地注意探头方向和量程的选择勿将功率计本该接天线的端口接在设备的射频发射端，简单烧毁功率计测量前注意利用校准源校准使用功率计时频率和被测频率应一致当测量功率小于—50dBm时应在测试前校零—专业分析仪器服务平台,试验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣扬媒体。
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功率计操作说明
功率计操作说明一、简介功率计是一种用于测量电力和功率的仪器。
它能够准确测量电流、电压和功率因数等参数，并可以通过显示屏或接口输出结果。
本文将详细介绍功率计的操作方法，帮助用户正确、高效地使用功率计。
二、准备工作在操作功率计之前，需要进行以下准备工作：1. 仔细阅读功率计的用户手册，了解仪器的功能和特性。
2. 确保功率计的电源连接正常，并保证电源电压稳定。
3. 准备好测试电路，确保电路正常并与功率计连接良好。
三、功率计操作步骤1. 打开功率计电源开关，并等待仪器启动。
通常会有一个启动时间，请耐心等待。
2. 设置测试参数。
使用功率计的功能按钮或旋钮，选择要测量的电流范围、电压范围和功率因数等参数。
根据具体需要，还可以设置测量精度和显示方式等。
3. 连接测试电路。
将功率计的输入端与待测电路相连，确保连接牢固、稳定。
4. 确认测量准确性。
在进行正式测量之前，可以使用已知电流、电压等参数进行校准，以确保测量结果的准确性。
5. 开始测量。
按下开始测量按钮或启动测量命令后，功率计开始采集数据并计算结果。
在测量过程中，保持待测电路的稳定，并避免其他干扰因素的影响。
6. 结束测量。
当完成所需的测量任务后，及时停止测量，并将功率计设备关闭。
四、数据处理与结果展示1. 数据处理。
功率计通常会提供数据处理功能，可以对采集的数据进行滤波、平均等处理，以提高测量结果的可靠性。
2. 结果展示。
功率计可以通过内部显示屏或连接到计算机等方式展示测量结果。
用户可以根据需要选择合适的方式进行结果展示，并进行必要的数据记录和存储。
五、注意事项1. 操作安全。
在使用功率计时，务必遵守相关的安全操作规程，确保自身和设备的安全。
2. 环境条件。
保持测试环境干净、整洁，并避免有害气体、尘埃等对测量结果的干扰。
3. 仪器保养。
定期清洁和校准功率计，以保证其测量准确性和稳定性。
4. 避免超过额定参数。
在测试时，避免超过功率计的额定电流、电压等参数，以免对仪器造成损坏或不准确的测量结果。
功率计校准与使用
功率计校准与使用
校准与使用：
1：连接探头与功率计
2：设置频率Freq（18GHz以下）
3：校准（ZLeabharlann ro）4：连接配套衰减器，测量。
注意：
1、最大测量功率已标注与探头上，切勿超过最大测量功率【非常重要】！
2、不能热插拔探头，不要摔探头和衰减器【非常重要】！
3、校准需取下衰减器
4、测量时需使用与探头配套衰减器
5、如若需要测量大功率，需要在待测器件与探头之间加衰减器。
多说一点，使用仪器忌暴力，接头只需要很小力气就能拧紧或者松开！不要摔接头，线缆，探头等！
功率计的操作指南
功率计的操作指南功率计是一种用于测量电力和功率的仪器。
它广泛应用于工业生产、能源管理、电子设备测试等领域。
正确操作功率计可以保证测量结果准确可靠，提高工作效率。
本文将为您介绍功率计的操作指南，以帮助您正确地使用功率计。
一、准备工作在使用功率计之前，首先需要进行准备工作。
这包括以下几个方面：1. 确保电源稳定：功率计通常需要接入稳定的电源供电。
在使用之前，确保电源电压稳定，电源线连接牢固。
2. 校准功率计：定期校准功率计是非常重要的，以保证测量结果的准确性。
可以参考产品说明书或者联系厂家进行校准操作。
3. 连接测试件：根据实际需求，选择适当的接口和线缆连接功率计和被测件。
确保连接牢固，信号传输正常。
二、操作步骤在准备工作完成后，可以开始进行功率计的操作。
以下是一般的操作步骤：1. 打开功率计：按下功率计的开关按钮，将其打开。
等待功率计启动完成，通常会显示出相关的信息。
2. 设置测量参数：根据实际需求，设置测量参数。
这包括功率范围、采样率、显示格式等。
可以通过功率计的菜单或者按键进行设置。
3. 进行测量：将功率计与被测件连接，并确保连接牢固。
根据需要选择所需功能，如直流功率测量、交流功率测量等。
根据实际情况，调整功率计的位置和角度，确保测量结果准确。
4. 读取测量结果：功率计会显示出测量结果，如电流、电压、功率等。
在读取测量结果时，注意观察显示是否稳定，避免因抖动或不稳定导致测量误差。
5. 记录和分析数据：根据需要，可以将测量结果记录下来，并进行数据分析。
功率计通常会提供数据存储和导出功能，以便后续使用或分析。
三、注意事项在操作功率计时，需要注意以下几点事项：1. 阅读说明书：在使用功率计之前，仔细阅读产品说明书。
了解功率计的功能、性能指标和使用方法，可以更好地进行操作。
2. 避免过载：功率计在测量高功率时，可能会出现过载的情况。
需要根据功率计的额定功率和被测件的功率确定合适的测量范围，以避免过载。
PPT4-30光功率计的使用
⑥ 波长选择键
⑦ 被测光输入口
4.光功率计的使用方法
根据所测设备的光接头的型号选择相应接口的光纤 跳纤 在将被测设备和光功率计用跳纤连接好后，使被测 光稳定地耦合进光检测器 打开光功率计电源 选择所测光波波长，开机时仪器自动设定为 1310(nm) 波长。改变测量波长，按λ 波长选择键， “数码显示窗”显示对应的波长数（nm），每按一 次该键，改变一个选定波长，其值可以在850、 1310、1480和1550（nm）之间循环 读取显示器数值。
4.光功率计的使用方法
在测试过程应注意以下几点：
适配器与光纤跳纤要匹配； 光强不能超出量程。 保持连接被测设备和光功率计的光
纤端面清洁。
5.光功率计的维护
1） 仪器应避免机械损伤。
2） 保持仪器清洁
3） 即时戴上防尘帽
4） 禁止强光直入；
5） 存放环境合适，定期加电
6） 禁止自行拆开。
2.光功率计的工作原理
光功率计由以下部分组成
光探測器、 可编程放大器 A/D转换器、
微处理器
控制面板 数码显示器
2.光功率计的工作原理
被測光由PIN光探测器检测转换为光电流，由程控放大器将电 流信号转换成电压信号，经处理后送至A／D转换器，变成相应 于输入光功率电平的数字信号，由微处理器（CPU）进行数据 处理，再由数码显示器显示其数据。 CPU可根据注入光功率的大小自动设置量程状态和滤波器状态 ，同时，可由面板输入指令（通过CPU）控制各部分完成指定
谢谢
工作。不注入光的情况下，可指令仪器自动调零。
2.典型光功率计介绍
被测光输入口
LCD显示 dB单位转换键 背景灯 电源开关 dBm单位转换键 波长选择键 相对测量按键
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• 平均功率 – 是指能量传送速率在所研究信号最低频率的多 个周期内平均。
PAVG
1 = nT
∫
nT
0
v(t ) × i (t )dt
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6
脉冲功率
• 脉冲功率是指能量在脉冲宽度τ上的平均。脉冲宽度被 定义为脉冲峰值下降50%时所对应的两个时间差。
PP =
∫ τ
• 当脉冲功率为非矩形或者当波形畸变不允许精确 地确定脉冲宽度τ时，便出现了脉冲功率测试的 困难，必须引入另外一个概念——峰值功率。
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• 峰值功率是描述最大功率的一个专用术语。
PP =
PP =
1
τ
∫
τ
0
v (t ) × i (t ) dt
PAVG DutyCycle
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1
第七章 功率计
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2
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3
7.1 概述
• 在大约低于100KHz的低频段，通常是通过跨接 在已知阻抗上的电压来计算功率。 • 随着频率的升高，特别是在波导传输中，电压 和电流的定义失去唯一性，其测量更为困难， 因而功率测量成为更通行的测量方式。 • 几乎在所有的微波系统中，功率测量是必不可 少的一项工作。
1
τ
0
v(t ) × i (t )dt
• 为了方便的测量脉冲功率，其定义延伸为：
PAVG PP = DutyCycle
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PAVG PP = DutyCycle
脉冲功率PP与平均脉冲功率PAVG示意图
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峰值包络功率
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7.2.3 微波功率测量原理
• 微波功率测量的实质是将微波功率转换为某种 易于测量的其他能量形式。 • 微波功率测量分为通过式和终端式两种测量方 法。
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通过式功率测量
功率 指示 功率 监测器 定向耦合器 匹配 负载 信 号 源 功率 指示 功率 监测器 定向耦合器 功率 指示 功率 监测器 匹配 定向耦合器 负载
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4
• 功率检测器件发展 – 热敏电阻 – 热电偶 – 二极管 • 动态范围大，测量速度快，测量功能强，已 经成为微波功率计的发展主流。
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7.2.1 功率的基本定义
P = VI = V / R = I R
2 2
信 号 源
微波单向通过式功率计
微波双向通过式功率计
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• 特点
• 定向耦合器的频率响应需要校准 • 定向耦合器的方向性和负载的匹配对测量结果影响 很大，需要使用高方向性的定向耦合器和低反射系 数的负载。
• 使用场合
• 通信、雷达、广播、电视等设备中用于检测或监测 功率电平
高斯脉冲峰值功率示意图
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• 对于连续波而言，平均功率，脉冲功率、峰值 包络功率是一样的。 • 在所有功率测量中，最常用的是平均功率。 • 对于矩形脉冲信号而言，脉冲功率和峰值功率 可由测量的平均功率按已知的占空比计算得 出，也可以由峰值功率计、峰值功率分析仪测 量得到。