高精度功率分析儀的基本功能是一臺(tái)多通道的高精度功率測(cè)量?jī)x器，可以測(cè)量多相高電壓和大電流，計(jì)算有功功率P、無功功率Q、視在功率S、功率因數(shù)、相位、能量累計(jì)等參數(shù)，通常用來測(cè)試變頻器、逆變器、電機(jī)和變壓器等功率轉(zhuǎn)換裝置的效率和功耗。

隨著節(jié)能和新能源領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，高精度功率分析儀被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電氣化高速鐵路、太陽(yáng)能光伏逆變發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電機(jī)、變壓器、燃料電池、電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能燈、、開關(guān)電源供、不斷電系統(tǒng)（UPS）、電動(dòng)工具、信息及辦公設(shè)備（打印機(jī)、掃描儀）、家電等功率設(shè)備的開發(fā)和性能評(píng)估。也適用于對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)及分析，提供電力運(yùn)行中的諧波分析及功率質(zhì)量分析。

由高精度功率分析儀的功能確定，一方面高精度功率分析儀需要完成對(duì)外部輸入信號(hào)的測(cè)量，包括被測(cè)裝置的電壓、電流信號(hào)，扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)；另一方面，對(duì)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，得到電壓、電流、功率、效率等參數(shù)，并能夠?qū)斎氲男盘?hào)進(jìn)行處理分析，例如進(jìn)行諧波分析、FFT分析、查看波形等，并可以與外部的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

由高精度功率分析儀的功能需求可以確定，高精度功率分析儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖4所示，主要由采集板卡和主板組成，采集板卡實(shí)現(xiàn)單相輸入的采集，包括一個(gè)電壓通道和一個(gè)電流通道，主板主要實(shí)現(xiàn)顯示和通訊功能。

三、高精度功率分析儀的實(shí)現(xiàn)

高精度功率分析儀的核心功能是能夠準(zhǔn)確的對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采集，且各個(gè)通道間必須保證的同步，因此高精度功率分析儀的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)是在于如何保證采集部分的同步性和采樣的高精度、穩(wěn)定性。

3.1低溫漂、低噪聲的高速數(shù)據(jù)采集

高精度功率分析儀的目標(biāo)精度高達(dá)0.02%，高精度測(cè)量難處理的兩個(gè)問題是溫漂和噪聲。整個(gè)模擬前端的框圖如圖5所示，其中每個(gè)環(huán)節(jié)的溫漂和噪聲都會(huì)影響到后的測(cè)量精度。