摘要：

無需購買功率分析儀，使用PicoScope標配的高級函數功能即可測量功率和計算功率因數。本文以一個實際測試為例介紹如何使用PicoScope測量一個臺式風扇電源的功率和功率因數。

測試環境搭建

我們將測量臺扇的功率因數。因為臺扇內包含一個小的交流電機，所以其會有一個令人感興趣的電流波形和一個較低的功率因數。

測試設備及環境簡介如下：

臺扇，標稱指標25W，220V到240V

PicoScope 3206 PC示波器

Laptop PC，用于運行PicoScope軟件

Pico TA009 60 A電流鉗

Pico TA041 700V 差分探頭

改裝的13A延長線，其具有一個從中心導體和接地導體分離出來的導體并形成一個環。該線纜由熱縮套管保護，所以整個裝置都得到了安全的雙重絕緣。

電源測試盒。這使得差分探頭上輸入線引線上的4mm插頭能夠被安全的連接到電源上。

設置輸入通道

將風扇插頭插入改進的延長線，然后將其接到電源上。接著，打開電流鉗，按下“零”按鈕，將其鉤到延長線的帶電導體回路上。將電流鉗的BNC導線連接到示波器上的通道A。然后，我們在電腦上運行PicoScope軟件，在軟件中設置為使用通道A觸發，并在通道A的設置菜單中選擇“60 A電流鉗（20 A模式）”自定義探頭。打開風扇后，我們在PicoScope軟件顯示界面上看到一個有噪聲并有些失真的正弦波。

然后，打開差分探頭，將其設置到“x100”檔，并將其連接到示波器的通道B，在通道B的設置菜單中選擇一個“x100”自定義探頭，我們在PicoScope軟件顯示界面上看到了一個干凈的240V正弦波形。

圖 1: 帶有噪聲和失真的正弦波

圖 2: 干凈的 240 V 正弦波

測量和計算

使用正確的單位顯示出電流和電壓曲線，然后轉到PicoScope中的數學通道功能。這將創建一個新通道，其外觀類似于輸入通道，但由一個或多個輸入的數學函數形成。在這個實驗中，我們想計算瞬時功率。通過單擊“math channel”按鈕打開math channel對話框，我們找到已經列出的“A*B”函數，并通過勾選復選框將其打開（PicoScope軟件列出了最常見的函數，但是如果想要的函數不在那里，則用戶可以輸入自定義的公式）。這樣我們就得到了第三個通道，顯示了時間對應的瞬時功率曲線。默認情況下，PicoScope會顯示一個“？”作為每一個新的數學信道的垂直軸上的單位符號，所以我們把它變成了W（瓦特），功率單位，我們還把曲線的顏色改為綠色，以獲得更好的對比度。綠色曲線（界面最下方的曲線）顯示了每個電源周期內瞬時功率的變化情況，這取決于風扇電機的旋轉和電流的相位。

圖3: 在PicoScope中添加高級函數

下一步是添加一些自動測量。使用PicoScope示波器，只需單擊“添加測量”按鈕并選擇源通道和測量類型即可。我們添加了三個測量值：數學通道的直流平均值（因此是平均功率），以及電流和電壓輸入通道的均方根值。

圖4: 在PicoScope中添加自動測量參數