如何使用比克示波器PicoScope和數(shù)據(jù)記錄儀PicoLog測量三相市電信號
2018/12/13  11:30:43

  本文是一篇測試實例,利用PicoScope示波器PicoLog數(shù)據(jù)記錄儀分別采集了三相電壓、電流信號,分析了供電線路和負載均衡的情況。其中利用PicoScope4444的差分輸入特性來采集高電壓,它的垂直分辨率很高,對捕獲瞬態(tài)信號的細節(jié)很有幫助。而PicoLog數(shù)據(jù)記錄儀則適合長時間工作記錄電壓、電流的平均值,以判斷整個系統(tǒng)狀態(tài)的變化趨勢。文中提及的高壓差分探頭、羅氏線圈探頭也是此類測試中常用的配件。



  一、測試環(huán)境

  今年夏天,英國比克科技的業(yè)務(wù)拓展部經(jīng)理Trevor Smith去法國度假的時候,發(fā)現(xiàn)他住的房子是三相供電的,這并不常見(科普一下,普通住宅一棟樓只需要單相電就可以滿足使用需求,大型的設(shè)施或者豪宅用電需求很大,會提供三相供電,并把它們分配給不同的用電設(shè)備),作為一名敬業(yè)的比克人,Tevor當然會好好探查一番,神奇的是他竟然隨身帶了幾套Pico測試設(shè)備。于是我們又多了一次應(yīng)用案例:安全起見,Trevor 先把電閘拉了,然后拿出一臺PicoScope4444高分辨率示波器,通過三根PicoConnect442 1000V CATⅢ的差分探頭連到了配電箱的三相電上,這種探頭的工作等級可以用在固定安裝的供電設(shè)備上,接在保險絲之前(也就是供電輸入的一側(cè))

  友情提醒:為避免生命財產(chǎn)損失,選擇探頭時一定要注意它的電工工作等級(即CAT)滿足你測試環(huán)境要求,否則會發(fā)生危險。如果你對CAT不夠了解,建議找有資質(zhì)的電氣工程師幫忙。

  接著他用一臺PicoScope4824 八通道高分辨率示波器,配了1根TA325三相電流探頭,這個探頭有三個羅氏線圈,匯集到一個衰減適配器以后,輸出三路電壓信號,Trevor把它們分別套接到三相電線上,羅氏線圈的一大好處是它是柔性的,不用斷開原來的連線,也不用為電流探頭太大套不上去煩惱,它幾乎可以伸進任何復(fù)雜擁擠的結(jié)構(gòu)里面。

  最后Trevor還用上了一臺PicoLog CM3電流數(shù)據(jù)記錄儀,用上面配的三根電流鉗套在三相電上,運行PicoLog的軟件記錄長時間工作的電流波形。

  二、測試結(jié)果

  電壓波形看上去失真很小,接近完美的正弦波,說明輸出阻抗很小并且沒有過載。

  圖1:PicoScope 4444,測量三相電壓波形

  電流波形很明顯不平衡,藍色的一相基本上是正弦波,說明是較大的電阻性負載;紅色和綠色的兩相幅度小得多,并且已經(jīng)失去了正弦波的形狀,說明負載是開關(guān)模式的供電。


  圖 2 PicoScope 4824 測量三相電流波形(實時)

  PicoLog CM3 把三相的電流都記錄下來了,時間長達幾個小時。我們只關(guān)心電流的RMS值而不看50HZ的波形。從曲線上能看出藍色的一相遠比綠色和紅色的消耗了更多電流,畢竟還沒有超出供電的容量,所以在這個案例里還不構(gòu)成問題。在一些更極端情況下,就可能需要在三相之間重新分配負載,不要讓某一相過載。



  圖3 PicoLog CM3 記錄電流波形

  三、結(jié)論

  Pico 的高分辨率示波器是捕獲市電波形的理想選擇,上面案例里用到的兩款示波器都是12bit分辨率,所以能夠看到高清的波形細節(jié),測量結(jié)果也會更加準確。并且它們在存儲深度也很深,即使用高采樣率也能抓取很長時間的波形,這樣你既能抓到長時間的趨勢,還能看到其中的一切高頻細節(jié)。

  我們的四通道示波器,可以完美的測量三相電壓或電流,如果想要同時看電壓和電流信號,就可以選擇八通道的PicoScope4824.

  所有Pico示波器都能配備工業(yè)標準的探頭或者其他第三方配件(PicoSope4444是差分輸入,需要額外配個轉(zhuǎn)接器)

  PicoLog的軟件可以用在所有的Pico數(shù)據(jù)記錄儀上,包括PicoLog CM3.它是長時間記錄的最佳選擇,最重要的一點就是有一種可靠的文件格式,在意外斷電的情況下也不會損壞,特別大的數(shù)據(jù)存儲效率也會很高。
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