如何用TiePie HS5系列USB示波器测量电源插座的电压属性

测量电源插座

内容

1安全警告

2差分探头 SI-9002

2.1设置探头

3测量电源插座

3.1设置通道

3.2使用示波器

3.3使用仪表

3.4使用频谱分析仪

安全警示

警告：

大多数 TiePie 工程测量仪器并非设计用于处理主电源插座上通常存在的电压。当您的仪器不适合测量这些电压时，强烈建议使用差分探头，例如差分探头 SI-9002 。如果您不使用差分探头 SI-9002，您的测量设备很可能会被永久损坏！

差分探头 SI-9002

差分探头SI-9002是一款有源差分探头，旨在为您的单端仪器提供高压差分输入。此示例将展示如何使用它来测量主电源插座。

设置探头

在开始测量之前，请确保差分探头 SI-9002 由电池或外部电源适配器供电。请勿连接任何电缆，并将电源按钮切换至“1”时检查电源 LED 是否亮起。确认差分探头 SI-9002 已正常通电后，再次将其关闭。

接下来，验证衰减率是否设置为1/200。如果这个比例设置得低的话，也可能会损坏你的设备！一旦确定差分探头 SI-9002 设置正确，请将 BNC 连接器连接到 TiePie 工程测量仪器的任何通道。最后一步是将差分探头连接到主电源插座。根据您所在的地区，您可能需要一个适配器将差分探头连接到插座。

测量电源插座

设置频道

正确设置差分探头后，启动软件。差分探头 SI-9002 输出与其测量的电压相关的电压。必须对通道进行补偿，以将测量电压转换为原始电压值。

为此，请转至通道工具栏并使用“探头”按钮选择差分探头 SI-9002 (1/200) 。这将自动将通道的探头增益设置设置为正确的值。差分探头 SI-9002 可用于两个不同的输入范围，每个输入范围在探头菜单中都有自己的条目。

使用示波器

连接差分探头 SI-9002 并正确设置软件后，现在可以打开差分探头 SI-9002 并执行测量。

请注意，示波器不显示 230V（针对欧洲）或 110V（针对北美），因为示波器仅显示正弦波两个峰值之间的峰峰值电压，而不是电源电压的 RMS 值。插座已列出。

使用仪表

要测量主电源插座的 RMS 电压，可以使用仪表接收器。该仪表还可用于测量电源频率。

右键单击对象树中的“Sinks”条目并选择“Meter”。然后将仪器的 Ch1 拖动到刚刚创建的仪表接收器上。现在出现一个仪表显示屏，显示 Ch1 的一些测量值。右键单击每个显示并将测量值更改为适当的测量值，在本例中为 RMS 和频率。

使用频谱分析仪

如上所示，在示波器图像中，电源插座的正弦波并不完全是典型的正弦波。发生大量失真，导致波的顶端有些方形。当然，这是一个有趣的现象，需要进一步调查。频谱分析仪是获取所有频率相关信息的理想仪器，因此我们将使用它来快速了解电源插座上的失真数据。

要打开频谱分析仪，请在快速功能工具栏上找到 FFT按钮并单击它。 创建FFT I/O并将其连接到仪器的通道，创建新图表并将 FFT I/O 放置在图表中。需要时，您可以通过右键单击每个轴并从Axis type中选择Logarithmic将垂直轴设置为对数。

用于创建本页图像的电源插座的频谱显示，第三次谐波几乎不存在，但第五次谐波（250 Hz）又大得多。随着光谱的进一步进展，峰值的幅度进一步减小，但仍然存在。这解释了来自电源插座的正弦波的“平坦”顶端。

信号的失真量可以通过计算 被测信号的THD来确定。

总谐波失真

总谐波失真（THD）定义为基频以上谐波频率的功率与基频功率之间的比率。该比率以 dB 为单位显示。它是信号失真的度量。

THD 使用以下公式计算：

其中 V 1是基频的 RMS 幅度，V 2到 V n是每个高次谐波的 RMS 幅度。

THD 测量只能用于基于频率的信号或频谱。

这可以通过将 THD 测量添加到仪表显示屏或打开光标并在其中添加 THD 测量来完成。

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