功率分析儀轉速測量
轉速即做圓周運動的物體單位時間沿圓周繞圓心轉過的圈數。單位可表示為rpm（轉/分）。
常見的轉速傳感器輸出的是脈沖信號，對于這類信號的轉速測量方法有很多，主要有硬件計數法和軟件計數法2種方法。硬件計數法中最常用的有測頻法、測周法和頻率周期法。軟件計數法將原始的模擬信號轉換為數字信號，需要找出過零點。最常用的是零點法和插值法，用的方法不同，其誤差也不一樣。
測頻法是指將轉速傳感器取來的信號整形放大送入頻率計數器，在給定的標準時間間隔內讀出脈沖數，進行換算得出被測信號的頻率。根據轉速傳感器所產生的脈沖個數與被測轉速成正比的關系，計算出轉速值。
測周法就是通過測量轉速傳感器所產生的相鄰兩個轉速脈沖信號的時間來確定轉速。將轉速傳感器取來的脈沖信號作為閘門信號，測量被測信號的周期然后換算出被測信號的頻率。在測量低轉速時，如果用定時間測量計數脈沖的方法顯然是不合適的，所以測周法適合低轉速測量。
由于常規(guī)的測量方法，其測量精度和被測信號的頻率有關，所以很難保證在整個被測頻率段內有著相同而完美的精度，為此，出現了一種更加準確的測量頻率的方法。等精度測頻是在測頻的基礎上發(fā)展起來的，它的閘門時間不是固定值，而是被測信號周期的整數倍，即與被測信號同步，因此，測量消除了對被測信號計數所產生的±1個字的誤差，并且達到了在整個頻率段的等精度測量。等精度測量波形如圖1.3所示。
在測量過程中，有兩個計數器分別對標準信號和被測信號同時計數；測量開始時，系統首先給出閘門開啟信號，此時計數器并不開始計數，而是等到被測信號的上升沿到來時，計數器才真正開始計數；然后計時結束，預置閘門關閉信號到時，計數器并不立即停止計數，而是等到被測信號的上升沿到來時才結束計數，完成一次測量過程?？梢园l(fā)現時間的閘門時間Ts與預置閘門時間T并不嚴格相等，但差值不超過被測信號的一個周期。
設在一次時間閘門時間Ts中計數器對被測信號的計數值為Nx，對標準信號的計數值為Ns，標準信號的頻率為fs，則被測信號的頻率為：
由式（1）可知，若忽略標準信號fs的頻率誤差，設fxe為被測信號的實際準確頻率，則等精度測頻可能產生的相對誤差為：
在測量中，由于fx計數的起停時間都是由該信號的上升測觸發(fā)的，在閘門時間Ts內對fx的計數Nx無誤差（Ts=NxTs）；對fs的計數Ns最多相差一個數的誤差，即|ΔNs|≤1，其測量頻率為：
將式（1）和（3）代入式（2），并整理得：
由上式可以看出，測量頻率的相對誤差與被測信號頻率的大小無關，僅與閘門時間和標準信號頻率有關，即實現了整個測試頻段的等精度測量。閘門時間越長，標準頻率越高，測頻的相對誤差就越小。標準頻率可由穩(wěn)定度好、精度高的高頻率晶體振蕩器產生，在保證測量精度不變的前提下，提高標準信號頻率，可使閘門時間縮短，即提高測試速度。
| 閘門時間/s |
標準頻率fs 為10KHz的精度 |
準頻率fs 為100MHz的精度 |
|---|---|---|
| 0.01 | 10-2 | 10-6 |
| 0.1 | 10-3 | 10-7 |
| 1 | 10-4 | 10-8 |
| 10 | 10-5 | 10-9 |
通過表1我們可以看見，使用等精度測量可以保證在整個測量頻率范圍內保證同樣的完美精度。
普通的轉速傳感器只能檢測轉速的大小，而不能檢測轉動方向。有一種常見的傳感器叫正交編碼器同時可以檢測轉動方向。通常正交編碼器有A、B和Z三個輸出信號。傳感器旋轉一周Z信號輸出1個脈沖，A、B信號輸出n個脈沖。當傳感器被電機帶動正轉時A信號超前B信號90°，反之則A信號滯后B信號90°。
功率分析儀電機單元可支持模擬信號類型輸出和脈沖信號類型輸出的傳感器。用戶根據實際使用的傳感器類型選擇模擬信號或脈沖。
當選擇為模擬信號時根據信號電壓的大小選擇量程或選擇自動量程為ON。此時電機單元采集輸入信號的電壓然后根據線性表中的斜率A和偏置B換算，最后再乘以縮放系數得到轉速值。同時可設置線路濾波器以便濾除雜波提高測量精度。
當用戶不知道傳感器的換算關系即A和B的值時可點擊計算按鈕，在彈出的界面中輸入兩個電壓和其對應的轉速來計算A和B的值。
轉速計算公式為：
其中x為輸入端的電壓值，Scale為縮放系數。
當傳感器輸出5V模擬信號時，參數設置如圖2.1所示。此時測得的轉速如圖 2.2所示。
當選擇為脈沖信號時，轉速根據輸入信號的頻率和每轉的脈沖數得到轉速。轉速計算公式：
其中Scale為縮放系數，x為轉速通道輸入信號的頻率，Pulse為每轉的脈沖數。
脈沖量程上限和量程下限分別輸入最大轉速值和最小轉速值。功率分析儀根據量程上下限判斷測量的數據是否超量程。另外在波形顯示界面，可使用量程上下限實現波形垂直縮放。
當傳感器輸出脈沖信號時，參數設置如圖2.3所示，此時測得的轉速值如圖 2.4所示。
