随着新能源效率标准的不断引入,许多企业围绕如何提高节能性能展开了激烈的竞争,开发和生产以白色家电为代表的家电和以大型空调为代表的工业设备,这就要求用于评估设备节能性能的功率测量仪器应具有高精度、超低待机功耗测量等特点。根据不同的通道数量,PA300 系列高功率计包括型号 PA310/PA310H(单通道)、PA323/PA323 PA333H/ PA333H-2K(三通道) ,能满足用户需求的功率测量精度为0.1%。 5mA 小电流[注] 到 50A 测量大电流的要求;并且采用大电流测量;DSP + FPGA 具有快速、准确地计算信号谐波参数功能的双核处理架构,GPIB 、USB 、以太网等接口满足用户对通信的不同测试需求。注:PA310 最小电流量程为 5mA,PA323 最小电流量程为 PA323H500mA 最小电流PA310H/PA333H100mA 最小电流量程1A。
PA300 系列高精度功率计适用于从生产线到研发领域的功率测量:
可用于 DC 、单相 2 线、三相4 线的测量;
可用于空调、 电磁炉等家用电器;
可用于显示器、打印机等办公设备;
可用于 LED 、电源、 电池等能源设备;
可用于变频器、大型空调等工业设备的节能性能的评估。
功能特性
PA300 系列高精度功率计的主要功能特性如下:
基本功率参数测量。可测量电压、 电流、功率、功率因数等基本功率参数,同时支持交直流信号测量;
标配谐波测量功能。支持 IEC61000-4-7 谐波测量,可分析信号中的谐波含量,如电压、电流、功率、相位角等,可显示最大50 次的谐波测量结果;
支持积分测量功能。可计算 Ah、Ah+、Ah-、Wh 、Wh+ 、Wh- 、积分平均有功功率、积分时间参数,可设置连续积分模式或普通 积分模式;
具有自动量程功能,可在指定几档量程内自动选择或改变量程;
标配 USB Host接口。可接入 U 盘等外部移动存储器,长时间存储电压、电流、功 率、谐波等数据,并可将仪器的配置参数导入/导出;
全中文按键操作与显示;
滤波功能。具有线路滤波和频率滤波功能并内置 5.5kHz 、9kHz 和 10kHz 的数字滤 波器,可以抑制基波测量时不需要的噪声和谐波成分;
具有功率计 PC 端分析软件。软件可用于远程控制和设置 PA300 系列高精度功率计, 获取、显示、分析和保存测量得到的数值、谐波和波形数据等;
具有测量值最大值保持功能,包括:电压与电流的 RMS/ PEAK 值、有功功率 P 、无 功功率 Q 和视在功率S;
高级别的功率测量精度:0.1%;功率计的功率、谐波、积分等数值都是通过电压电 流的数据采集后运算得出的结果,功率计的功率测量精度直接影响这些测量结果的 准确度;
采样频率 : PA310/PA310H 采样频率 500kS/s , PA323/PA323H/ PA333H 采样频率 200kS/s;
带宽: PA310/PA310H/ PA323H/ PA333H 带宽 DC ,0.1Hz~300kHz; PA323 带宽 DC , 0.1Hz~100kHz;
50μA 低电流测量,可准确测量家用电器的待机功耗;
宽电流传感器输入量程:50mV~10V ,可兼容更多传感器,同时非常适合于间歇性 运行设备的功耗测量;
宽电流输入量程:5mA~20A,大电流测量高达 50A;
数据更新率最快可达 100ms 。PA300 系列高精度功率计可自由更改数据刷新率:100ms 、250ms 、500 ms 、1s 、2s 、5s 、10s 、20s 、Auto ,满足不同频率信号的测量 需求。
功能参数
| 输入参数
输入 参数 | 参数描述 | ||
输入端子类型 | 电压 | 插入式安全端子(香蕉插座) | |
电流 | 直接输入 | 大接线柱 | |
传感器输入 | 安全 BNC 接口 | ||
输入 类型 | 电压 | 浮地输入、电阻分压输入 | |
电流 | 浮地输入、分流器输入 | ||
测量 量程 | 电压 | PA310/PA323:15V 、30V 、60V 、150V 、300V 、600V PA310H/PA323H/PA333H[1]:15V 、30V 、60V 、150V 、300V 、600V 、1000V PA333H-2K:15V 、30V 、60V 、150V 、300V 、600V 、1000V 、2000V | |
电流 | PA310 | 5mA、10mA、20mA、50mA、100mA、200mA 、 0.5A 、 1A 、2A 、5A 、10A 、20A | |
PA323H | 0.1A 、0.2A 、0.5A 、1A 、2A 、5A | ||
PA323 | 0.5A 、 1A 、2A 、5A 、10A 、20A | ||
PA310H/PA333H/PA333H-2K | 1A 、2A 、5A 、10A 、20A 、50A | ||
传感器输入PA310/PA323 | 50mV、100mV、200mV、500mV、1V、2V 、 2.5V 、5V 、10V | ||
传感器输入PA310H/PA323H/PA333H/PA333H-2K | 100mV 、200mV 、400mV 、1V 、2V 、5V 、 10V | ||
输入 阻抗 | 电压 | 输入电阻:2MΩ , 输入电容:13pF(与电阻并联方式) | |
电流 | 直接输入量程(PA310) 5mA~200mA | 输入电阻:约 505mΩ | |
输入电感:0.1μH | |||
直接输入量程(PA323H) | 输入电阻:约 20mΩ | ||
0.1A~5A | 输入电感:0.1μH | ||
直接输入量程(PA310/PA323) | 输入电阻:约 5mΩ | ||
0.5A~20A | 输入电感:0.1μH | ||
直接输入量程 (PA310H/PA333H/PA333H-2K) 1A~50A | 输入电阻:约 2mΩ 输入电感:0.1μH | ||
传感器输入 | 输入电阻:100kΩ(2.5V~10V) | ||
输入电阻:20 kΩ(50mV~2V) | |||
连续最大允许输入值 | 电压 | 1.5kV 的峰值和 1kV 电压有效值中取较小值 | |
电流 | 直接输入量程(PA310) 5mA~200mA | 30A 峰值和 20A 有效值中取最小值 | |
直接输入量程(PA310/PA323) 0.5A~20A | 100A 峰值和 30A 有效值中取最小值 | ||
直接输入量程(PA323H) 0.1A~5A | 45A 峰值和 15A 有效值中取最小值 | ||
电流 | 直接输入量程 (PA310H/PA333H/PA333H-2K) 1A~50A | 150A 峰值和50A 有效值中取最小值 | |
传感器输入 | 峰值不超过 5 倍的额定量程值 | ||
瞬时最大允许输入值 (1s) | 电压 | 2kV 的峰值和 1.5kV 电压有效值中取较小值 | |
电流 | 直接输入量程(PA310) 5mA~200mA | 30A 的峰值和 20A 电流有效值中取较小值 | |
直接输入量程(PA310/PA323) 0.5A~20A | 150A 的峰值和40A 电流有效值中取较小值 | ||
直接输入量程(PA323H) 0.1A~5A | 45A 峰值和 15A 有效值中取最小值 | ||
直接输入量 (PA310H/PA333H/PA333H-2K) 1A~50A | 150A 峰值和50A 有效值中取最小值 | ||
传感器输入 | 峰值不超过额定量程的 10 倍 | ||
输入 带宽 | PA310/PA310H/PA323H/PA333H/PA333H-2K: DC ,0.1Hz~300kHz | PA323:DC ,0.1Hz~100kHz | |
最大连续共模电压 | PA310/PA323: 600Vrms ,CAT Ⅱ | PA310H/PA333H/PA323H/PA333H-2K:1000Vrms,CAT Ⅱ | |
线路滤波器 | PA310/PA310H:可选择 OFF ,截止频率为 500Hz | ||
PA310H/PA333H/PA323H/PA333H-2K:可选择 OFF ,截止频率为 5.5kHz | |||
频率滤波器 | 可选择 OFF ,截止频率为 500Hz | ||
数字滤波器 | 可选择 OFF ,仅 PA310/PA310H 型功率计支持截止频率: 1kHz 、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz、5.5kHz、6kHz、7kHz、8kHz、9kHz 、10kHz 、20kHz、30kHz 、 40kHz 、50kHz 、60kHz 、70kHz 、80kHz 、90kHz 、100kHz 、200kHz | ||
量程 | 可以单独设置每个输入单元的量程 | ||
A/D 转换器 | 电压与电流输入同时转换。分辨率:16-bit 、最大转换率:5μs |
注:
峰值因数 3 配置模式:1000V 量程峰值因数为 1.5,最大有效值输入 1000V,最大峰值输入 1500V;
峰值因数 6 配置模式:500V 量程峰值因数为 3,最大有效值输入500V,最大峰值输入 1500V。
[1] : PA333H V1.06 及后续版本(V1.08 除外),1000V 量程档位最大支持 1500Vdc。
[2] :PA333H-2K 2000V 量程档位最大交流输入 1100Vrms,最大直流输入 2050V;传感器供电输出 V=±15V Imax≤3A Pmax≤45W
| 电压和电流精度
项目 | 规格 | |
测量条件 | 温度 | 23±5℃ , 湿度:30 ~ 75%RH |
输入波形 | 正弦波 , 峰值因数:3 , 共模电压:0V | |
比例功能 | OFF ,显示位数:5 位 | |
测量条件 | 频率滤波器 | 打开用以测量小于等于 200Hz 的电压或电流 |
充分预热后,零电平补偿或测量量程改变后 | ||
精度 (以下精度是读数误差 和量程误差之和)* 读数误差公式中的f 是输入信号的频率, 单是 kHz | PA310 、PA310H 、PA323 、PA323H 、PA333H 、PA333H-2K(电压 / 电流) | |
DC | ±(读数的 0.1%+ 量程的 0.2%) | |
0.5Hz ≤f<45Hz | ±(读数的 0.1%+ 量程的 0.2%) | |
45Hz ≤ f ≤ 66Hz | ±(读数的 0.1%+ 量程的 0.05%) | |
66Hz<f ≤ 1kHz | ±(读数的 0.1%+ 量程的 0.2%) | |
1kHz<f ≤ 10kHz | ±{读数的 (0.07×f)%+ 量程的 0.3%} | |
10kHz<f ≤ 100kHz | ±(读数的 0.5%+ 量程的 0.5%)± [读数的{0.04×(f-10)}%] | |
输入量程 | 电压或电流的额定量程:1 ~ 130%( 最高显示为 140%)(1000V 、500V 、50A 量程 最大 100%) | |
频率范围 | 数据更新周期 | 带宽 |
0.1s | DC 、25Hz ≤ f ≤300kHz | |
0.25s | DC 、10Hz ≤ f ≤ 300kHz | |
0.5s | DC 、5Hz ≤ f ≤300kHz | |
1s | DC 、2.5Hz ≤ f ≤300kHz | |
2s | DC 、1.5Hz ≤ f ≤ 300kHz | |
5s | DC 、0.5Hz ≤ f ≤300kHz | |
10s | DC 、0.2Hz ≤ f ≤300kHz | |
20s | DC 、0.1Hz ≤ f ≤300kHz | |
Auto | DC 、0.1Hz ≤ f ≤300kHz | |
线路滤波器打开时 | 45 ~ 66Hz:增加读数的 0.2% | |
< 45Hz:增加读数的 0.5% | ||
温度系数 | 5~18℃或 28~40℃时:增加±读数的 0.03%/℃ | |
峰值因数 6 时的精度 | 峰值因数 3 时测量量程误差的2 倍值 |
备注:
PA323 各频端测量上限是 100kHz。
零电平补偿或量程改变后,温度改变的影响
在 DC 电压精度上增加量程的0.02%/℃, DC 电流精度上增加以下值。
PA310 (5mA/10mA/20mA/50mA/100mA/200mA 量程):5 μA/℃
PA310/PA323 (0.5A/1A/2A/5A/10A/20A 量程):500μA/℃
PA323H (0.1A/0.2A/0.5A/1A/2A/5A 量程):125μA /℃
PA333H/ PA310H/ PA333H-2K (1A/2A/5A/10A/20A/50A 量程):1.25mA/℃
外部电流传感器输入(2.5V~10V): 1mV/℃
外部电流传感器输入(50mV~2V): 50 μV/℃
波形显示数据、Upk 和 Ipk 的精度
在上述精度(参考值)上增加以下值。有效输入范围为±量程的 300%以内(峰值因数 6 时, ±量程的 600%以内)。
| 电压、电流和有功功率测量
项目 | 规格 |
测量方法 | 数字采样法 |
峰值因数 | 3 或 6 |
接线方式 | PA310/PA310H (单通道):单相 2 线制 (1P2W) PA323/PA323H/PA333H(三通道 ):可选单相 2 线制 (1P2W)、单相 3 线制 (1P3W)、三相 3 线制 (3P3W) 、三相 4 线制 (3P4W) 、3 电压 3 电流表法 (3V3A) 、单进单出效率(1I1O)、 单进三出效率(1I3O) |
量程切换 | 可选手动或自动量程 |
自动量程 | 量程升档 当满足以下任一条件时量程升档: Urms或Irms超过当前设置量程的 130% 峰值因数3:输入信号的Upk、Ipk值超过当前设置量程的300% 峰值因数6:输入信号的Upk、Ipk值超过当前设置量程的 600% 使用PA300系列高精度功率计时,任一输入单元若满足上述条件,下次测量值更新量程将升档 量程降档 当满足以下所有条件时量程降档: Urms或Irms小于等于测量量程的30% Urms或Irms小于等于下档量程的125% 峰值因数3:输入信号的Upk、Ipk值小于下档量程的 300% 峰值因数6:输入信号的Upk、Ipk值小于下档量程的600% 如果所有输入单元均满足上述条件,下次测量值更新量程将降档 |
切换显示 模式 | 可选 RMS(电压、电流的真有效值) 、VOLTAGE MEAN(校准到电压有效值的整流平均值) 、 DC(电压、电流的简单平均值) |
测量同步源 | 可选择信号的电压、电流或数据更新周期的整个区间作为测量时的同步源 |
线路滤波器 | 可选 OFF 或 ON(截止频率 500Hz) |
峰值测量 | 从采样得到的瞬时电压、瞬时电流或瞬时功率测量电压、电流或功率的峰值 (最大值、最 小值) |
零电平补偿 | 去除内部的偏移量 |
| 频率测量
项目 | 规格 | |
测量项目 | 可以测量输入到设置单元的电压或电流频率 PA323/PA323H/PA333H(3输入型) 可选输入单元1的电压(U1)/电流(I1)、输入单元2的电压(U2)/电流(I2)、输入单元3的电压(U3)/电流(I3) | |
方法 | 倒数法 | |
频率测量范围 | 根据下述数据更新周期变化 | |
数据更新周期 | 测量范围 | |
0.1s | 25Hz≤f≤300kHz | |
0.25s | 10Hz≤f≤300kHz | |
0.5s | 5Hz≤f≤300kHz | |
1s | 2.5Hz≤f≤300kHz | |
频率测量范围 | 2s | 1.5Hz≤f≤300kHz |
5s | 0.5Hz≤f≤300kHz | |
10s | 0.2Hz≤f≤300kHz | |
20s | 0.1Hz≤f≤300kHz | |
Auto | 0.1Hz≤f≤300kHz | |
频率滤波器 | 可选 OFF 或 ON( 截止频率 500Hz) | |
精度 | 精度: ±( 读数的 0.06%) 注:要求峰值因数 3 时,输入信号电平大于等于测量量程的 30%( 峰值因数 6 时, 大于等于 60%);此外,当测量电压或电流小于等于 200Hz 时须打开频率滤波器 | |
| 积分
项目 | 规格 |
模式 | 可选手动积分模式、标准积分模式或重复积分模式 |
计时器 | 通过设置计时器自动停止积分。设置范围:0 小时 00 分 00 秒 ~ 10000 小时 00 分 00 秒( 对于 0 分 00 秒 00 秒,自动设置为手动积分模式 ) |
计数溢出 | WP:999999MWh/-99999MWh q:999999MAh/-99999MAh 当积分时间达到最大积分时间 10000 小时、或者当积分值达到可显示的最大积分值 (999999 或 -99999) 时,保持积分时间和积分值并停止积分 |
精度 | ±(功率精度(或电流精度)+读数的0.1%)(固定量程) 注:在自动量程情况下,量程变化时不执行测量。量程变换后的首个测量值和不测量期间将被追加 |
量程设置 | 积分有自动量程或固定量程,量程切换详见电压、电流和有功功率测量部分的内容 |
积分的有效 频率范围 | 有功功率:DC ~ 45kHz 电流:当测量模式是 RMS 时:DC 、由数据更新周期决定的下限频率 ~ 45kHz; 当测量模式是 VOLTAGE MEAN 时:DC 、由数据更新周期决定的下限频率 ~ 45kHz 当测量模式是 DC 时:DC ~ 45kHz |
计时器精度 | ±0.02% |
| 谐波测量
测量项目 | 所有已安装单元 |
方法 | PLL 同步法 |
频率范围 | PLL 源的基波频率在 10Hz~1.2kHz 范围内 |
PLL 源 | 选择各输入单元电压或电流,输入电平 峰值因数3 时,大于等于额定量程的 50% 峰值因数6 时,大于或等于额定量程的 100% 当基波频率小于等于200Hz 时,必须打开频率滤波器 |
FFT 数据字长 | 1024/5120/6144 |
窗口功能 | 矩形 |
| 常规谐波采样
基波频率 | 采样率 | 窗口宽度 | 分析次数上限值 |
10Hz ≤基波频率<75Hz | f×1024 | 1 | 50 |
75Hz ≤基波频率<150Hz | f×512 | 2 | 32 |
150Hz ≤基波频率<300Hz | f×256 | 4 | 16 |
300Hz ≤基波频率<600Hz | f×128 | 8 | 8 |
600Hz ≤基波频率≤1200Hz | f×64 | 16 | 4 |
注 1:可降低分析次数的上限值 |
| IEC61000-4-7 谐波采样
基波频率 | 采样率 | 窗口宽度 | 分析次数上限值 |
50Hz | f×512 | 10 | 50 |
60Hz | f×512 | 12 | 50 |
| 谐波精度
频率 | 电压 | 电流 | 功率 |
10Hz ≤ f<45Hz | 0.15% +0.35% | 0.15% +0.35% | 0.15%+0.50% |
45Hz ≤ f ≤ 440Hz | 0.15% +0.35% | 0.15%+0.35% | 0.25%+0.50% |
440Hz<f ≤ 1kHz | 0.20% +0.35% | 0.20% +0.35% | 0.40%+0.50% |
1kHz<f ≤ 2.5kHz | 0.80% +0.45% | 0.80% +0.45% | 1.56%+0.60% |
2.5kHz<f ≤ 5kHz | 3.05%+0.45% | 3.05% +0.45% | 5.77%+0.60% |
当峰值因数为 3 时;
当λ(功率因数)=1 时;
超过 1.2kHz 的功率为参考值;
对于直接电流量程,在电流精度上增加 10 μA,在功率精度上增加量程的(10μA/ 直 接电流量程)×100%;
对于外部电流传感器量程,在电流精度上增加 100µV ,在功率精度上增加量程的 (100 μV/外部电流传感器额定量程)×100% ;
对于谐波输入,在电压和电流的第(n+m)次谐波和第(n-m)次谐波上增加第 n 次谐 波读数的({n/(m+1)}/50)% ,在功率的第(n+m)次谐波和第(n-m)次谐波上增加第 n 次 谐波读数的({n/(m+1)}/25)%;
在电压和电流的第 n 次谐波上增加其读数的(n/500) ,功率增加其读数的(n/250)%;
峰值因数 6 时的精度:与峰值因数3 时的加倍量程时的精度相同;
频率、电压和电流的精度保证范围与常规测量保证范围相同。如果高频成分的幅值 很大,可能出现对特定谐波产生约 1% 的影响,这种影响取决于该频率成分的大 小;所以,如果该频率成分相对额定量程较小,将不会产生问题。
| 显示
项目 | 规格 | ||
显示类型 | 7 段 LED | ||
同时显示 | 4 个项目 | ||
最大显示 | 常规测量时 | ||
显示项目 | 显示位数是 5 位时 | 显示位数是 4 位时 | |
U 、I 、P 、S 、Q | 99999 | 9999 | |
λ | 1.0000 ~ -1.0000 | 1.000 ~ -1.000 | |
Ø | G180.0 ~ d180.0 | G180.0 ~ d180.0 | |
fU 、fI | 99999 | 9999 | |
WP 、WP± 、q 、q± l 单位是 MWh 或 MAh l 单位不是 MWh 或 MAh 时 | 999999(-99999 为负瓦时和 负安时 )-99999 | 999999 -99999 | |
TIME | |||
积分时间 | 显示指示 | 显示分辨率 | |
0 ~ 99 小时 59 分 59 秒 | 0.00.00 ~ 99.59.59 | 1 秒 | |
100 小时 ~ 9999 小时 59 分 59 秒 | 100.00 ~ 9999.59 | 1 分钟 | |
10000 小时 | 10000 | 1 小时 | |
效率 | 100.00 ~ 999.99(%) | 100.0 ~ 999.9(%) | |
峰值因数 | 99999 | 9999 | |
四则运算 | 99999 | 9999 | |
平均有功功率 | 99999 | 9999 | |
电压峰值 | 99999 | 9999 | |
电流峰值 | 99999 | 9999 | |
功率峰值 | 99999 | 9999 | |
最大显示(显示范围) | 谐波测量时 | ||
显示项目 | 显示位数 是5位时 | 显示位数 是4位时 | |
U, I, P | 99999 | 9999 | |
λ | 1.0000 ~ -1.0000 | 1.000 ~ -1.000 | |
Uhdf, Ihdf, Phdf | 0.000 ~ 99.999% ~ 100.00 ~ 999.99% | 0.00 ~ 99.99% ~100.0 ~ 999.9% | |
Uthd, Ithd | 0.000 ~ 99.999% ~ 100.00 ~ 999.99% | 0.00 ~ 99.99% ~100.0 ~ 999.9% | |
ØU, ØI | |||
1 次基波电流与 1 次基波电压的相位角 | |||
G180.0 ~ D180.0 | G180.0 ~ D180.0 | ||
2 次谐波和更高谐波相对 1 次基波电压的相位角 | |||
-180.0 ~ 180.0 | -180.0 ~ 180.0 | ||
2 次谐波和更高谐波相对 1 次基波电流的相位角 | |||
-180.0 ~ 180.0 | -180.0 ~ 180.0 | ||
单位符号 | m 、k 、M 、V 、A 、W 、VA 、var 、 ° 、Hz 、h±、TIME 、% | ||
显示位数 | 可选 5 位或 4 位 | ||
数据更新周期 | 可选 0.1s 、0.25s 、0.5s 、1s 、2s 、5s 、10s 、20s 、Auto | ||
响应时间 | 最大为数据更新周期的 2 倍(当量程额定值从 0 变化到 100% 或从 100% 变化到 0 时,显示值达到最终精度状态所需的时间) | ||
自动量程监视器 | 当输入信号满足自动量程切换的条件时,指示灯闪烁 | ||
超量程监视器 | 在以下条件下显示“- - oL- - ”,表示超出量程当测量值超过额定量程的 140% | ||
保持(Hold) | 保持显示值 | ||
单次更新 | Hold 时,每按一次 SINGLE 键更新一次显示值 | ||
最大值保持 | 保持 U 、I 、P 、S 、Q、U±pk 、I±pk 、P±pk |