一种电功率测量方法及其测量装置

摘要

一种测量电功率的方法，将视在功率与电压相量和电流相量的关系分解为：计算其平方，即U²或I²；采用正交分解比例法，测量电流相量与电压相量的复相量比值|Y|(cosφ－jsinφ)，或测量电压相量与电流相量的复相量比值|Z|(cosφ+jsinφ)；最后，计算有效值平方与复相量比值的乘积，乘积的实部为有功功率P＝U²|Y|cosφ或P＝I²|Z|cosφ、虚部为无功功率Q＝U²|Y|sinφ或Q＝I²|Z|sinφ、复相量相位差为功率因数角测量装置、交流电压比例器、交流电流分流器、正交分解比例器。本发明在10Hz～1MHz频率范围内可以溯源到交流电压有效值计量标准以及阻抗计量标准或交流电压比例计量标准上，最佳测量不确定度可以达到1×10^－4。

主权项

1、一种测量电功率的方法，其特征在于步骤如下：(1)将视在功率与电压相量和电流相量的关系分解为 $\stackrel{·}{S}=\stackrel{·}{U}·\stackrel{·}{I}=\frac{\stackrel{·}{U}}{\stackrel{·}{I}}·\stackrel{·}{I}·\stackrel{·}{I}=\left|Z\right|e^{\mathrm{j\phi }}·{\left|I\right|}^2=\left|Z\right|(\cos \phi +j\sin \phi ){\left|I\right|}^2$或者 $\stackrel{·}{S}=\stackrel{·}{I}·\stackrel{·}{U}=\frac{\stackrel{·}{I}}{\stackrel{·}{U}}·\stackrel{·}{U}·\stackrel{·}{U}=\left|Y\right|e^{\mathrm{j\phi }}·{\left|U\right|}^2=\left|Y\right|(\cos \phi +j\sin \phi ){\left|U\right|}^2,$其中|U|²是电压有效值的平方，|I|²是电流有效值的平方，φ是电压相量与电流相量的相位差，|Z|(cosφ+jsinφ)表示电压相量与电流相量的复相量比值，|Y|(cosφ-jsinφ)表示电流相量与电压相量的复相量比值；(2)测量上述电压的有效值U或电流的有效值I，并计算其平方，即U²或I²，根据被测对象和测量条件选择U²或I²其一；(3)采用正交分解比例法测量电流相量与电压相量的复相量比值|Y|(cosφ-jsinφ)，或测量电压相量与电流相量的复相量比值|Z|(cosφ+jsinφ)；(4)计算电压或电流有效值平方，与电流相量与电压相量的复相量比值或电压相量与电流相量的复相量比值的乘积，乘积的实部为有功功率P＝U²|Y|cosφ或P＝I²|Z|cosφ、虚部为无功功率Q＝U²|Y|sinφ或Q＝I²|Z|sinφ、复相量相位差为功率因数角 $\phi ={\tan }^{-1}\frac{Q}{P}.$