功率分析儀的兩種平均化方法及詳細(xì)計(jì)算公式

功率分析儀是一種測量電功率與其他電參數(shù)的一種儀器,也可稱為電參數(shù)分析儀。作為一款測試設(shè)備，其功能主要用于電力電子產(chǎn)品電參數(shù)的測量。對于功率分析儀中的“隱藏”功能你們都知道那些？今天要分享的是橫河功率分析儀中自帶的平均功能。它的使用方法由西安安泰測試Agitek為大家分享！

平均功能主要分為兩種平均化方法，分別是指數(shù)平均與移動(dòng)平均( 還可成為線性平均)。平均功能主要針對于電源或負(fù)載的變動(dòng)較大或輸入信號的頻率較低時(shí)數(shù)值顯示不穩(wěn)定、讀取困難的現(xiàn)象有用。兩者都具有詳細(xì)的計(jì)算公式說明，可大多數(shù)的工程師在實(shí)際使用中卻不能完全區(qū)分這兩種平均化方式，甚至是使用使用場景上的區(qū)別，對此問題本篇采用計(jì)算圖表進(jìn)行簡單的說明。

1、指數(shù)平均的公式

可以經(jīng)過設(shè)置的衰減常數(shù)使數(shù)據(jù)指數(shù)平均，可利用下述公式求出平均值。

Dn: 通過第n次指數(shù)平均后顯示的數(shù)值(第1次顯示的數(shù)值D1等于M1)。

Dn–1: 通過第n-1次指數(shù)平均后顯示的數(shù)值。

Mn: 第n次的測量數(shù)據(jù)。

K: 衰減常數(shù)(從2、4、8、16、32、64中選擇)。

2、移動(dòng)平均的公式

可以根據(jù)設(shè)置的平均個(gè)數(shù)把數(shù)據(jù)線性平均，且采用下述公式求出平均值。

Dn: 把第n–(m–1)次到第n次的m個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)線性平均后顯示的數(shù)值

Mn–(m–1): 第n–(m–1)次的測量數(shù)據(jù)。

Mn–2: 第n–2次的測量數(shù)據(jù)

Mn–1: 第n–1次的測量數(shù)據(jù)

Mn: 第n次的測量數(shù)據(jù)

m: 平均個(gè)數(shù)(將在8、16、32、64、128、256內(nèi)選擇)。

假如單單大略地看這兩個(gè)公式，雖然在運(yùn)算上存在著很大的區(qū)別，可是卻沒有辦法讓工程師更加直觀地理解這類平均化運(yùn)算對實(shí)測測試結(jié)果能產(chǎn)生多大的影響，具體平滑處理到什么程度，衰減常數(shù)又將怎樣選擇。下面文章中選取了一段WT5000的DS功能記錄的原始波形，利用EXCEL把兩種平均方式按不同的衰減常數(shù)做出了簡單的運(yùn)算，同時(shí)把運(yùn)算結(jié)果與原始波形進(jìn)行對比。

在此因?yàn)橛|及的運(yùn)算量比較多，這里就選取了指數(shù)平均衰減常數(shù)2、4、6、8、10，移動(dòng)平均衰減常數(shù)8、16、32、64為例。在上述圖中截選了一小部分的運(yùn)算結(jié)果，顯然我們面對這個(gè)運(yùn)算結(jié)果沒有辦法對這兩種平均化方式有任何直觀的認(rèn)識，因此將全部的運(yùn)算數(shù)據(jù)導(dǎo)入二維圖表，就可以比較清晰的看出區(qū)別了。

3、指數(shù)平均＆移動(dòng)平均運(yùn)算結(jié)果

上圖中可以看到，原始波形在尖峰部分以及下降部分有鋸齒形狀的波動(dòng)，不管是指數(shù)平均又或是移動(dòng)平均采用8以上的衰減常數(shù)，都可以很好地平滑波形曲線?？墒且苿?dòng)平均在低8的衰減參數(shù)影響下就出現(xiàn)了明顯的相移，隨著衰減次數(shù)的增加，相移與尖峰部分的平滑將會快速的上升。與移動(dòng)平均相比，指數(shù)平均雖然隨著衰減常數(shù)遞增，但同時(shí)也出現(xiàn)了相移以及波峰的平滑，從總體來看，波形的形狀并沒有出現(xiàn)較為明顯的改變。

本篇文章為了做對比，采用了較大的指數(shù)平均衰減常數(shù)（移動(dòng)平均衰減常數(shù)只能選擇8、16…..）,但在現(xiàn)實(shí)的測試中，大家可以設(shè)置較小的指數(shù)平均衰減常數(shù)如2、4、6等，如此一來波峰的平滑以及相移將能夠做到較好的權(quán)衡處理。實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)樵紨?shù)據(jù)是積分處理后RMS或者有功等值，波動(dòng)很少會像本例中這么劇烈，假如單單是針對突發(fā)性的數(shù)據(jù)波動(dòng)，將可采用較低次數(shù)的指數(shù)平均，平滑數(shù)值曲線，對于實(shí)際讀數(shù)也不會有明顯的延遲。

假如面對較為劇烈波動(dòng)的數(shù)值曲線平滑處理，大家可考慮利用高次數(shù)的指數(shù)平均或者低次數(shù)的移動(dòng)平均。對于移動(dòng)平均的衰減參數(shù)選擇需要謹(jǐn)慎處理，較大的衰減參數(shù)會完全改變測量數(shù)值的波動(dòng)曲線，導(dǎo)致錯(cuò)誤的測量結(jié)果。

以上內(nèi)容由安泰測試Agitek為您分享，安泰測試作為國內(nèi)專業(yè)測試儀器綜合服務(wù)服務(wù)平臺，為客戶提供豐富的測試產(chǎn)品選擇、完整的系統(tǒng)測試解決方案、全面的技術(shù)支持和售后等一站式服務(wù)，幫助客戶更好的解決測試問題。

審核編輯：湯梓紅