功率分析仪与万用表的区别

如果要选择电气工程师最常用的仪器仪表，相信中选的一定会是万用表。作为最常用的仪器仪表，万用表在用户心里有着不可替代的地位，也使用户对其产生了极大的信任。但是，各种测试环境下，万用表真的不会出错吗？

有时会收到用户反馈：‘这个功率分析仪的显示跟万用表（手持）不一样啊，我们万用表进口的啊，国产还是不行啊’；然而，在万用表和功率分析仪之间有多少可以对比的空间呢？出现差异的时候又是孰是孰非呢？

图1

首先我们要清楚，万用表和功率分析仪的参数区别具体有哪些。

1、 带宽

带宽是被测信号能否被准确测量的关键参考值，大部分常见万用表的测试带宽主要在40-70Hz左右，部分台式及少量手持式万用表可以测量到400Hz的中频信号，而五位半、六位半及以上的台式万用表也可以测试到几百kHz的信号。功率分析仪在带宽上会占有优势，比如PA5000H的带宽参数为5M，国内外对于功率分析仪的带宽参数也多设在1M、2M等级别上。

2、 采样率

测试时采样率也是一个比较关键的参数，万用表的采样率并不是很高，台式的较好一些的在几百k左右，而功率分析仪的采样率所设置在2M左右。

3、 精度

精度的区别主要显示在手持万用表上，我们最常用的万用表使用的ADC位数相对偏低，测试的精度也会有一些限制；当然，对于台式万用表来说，六位半的万用表已经在使用24位ADC，功率分析仪即使0.01%精度的型号也只是18位的ADC。

4、 同步性

用户使用万用表多是测量1项指标，电压、电流或者电阻，如果测试功率需要单独测试电压，再测试电流做计算；功率分析仪的通道是可以同时进行电压电流的测试，进而计算功率等参数。

图2

从以上4个区别点我们不难看出，万用表与功率分析仪的应用存在本质的区别。

当被测是较为稳定的直流信号或者低频信号时，普通万用表定性测量没有任何问题，高精度的万用表定量测量更是非常合适，此时功率分析仪与万用表的对比意义不大， 两者的差值也会微乎其微。但是，当信号并不稳定，或者出现高频信号，那么万用表是很难做出定性分析的。

图3（来源：中国图库）

例如，被测信号是pwm波，其中有较多的高频含量，此时普通万用表与功率分析仪的对比差值就会比较大。根本原因也就在于功率分析仪的带宽较大，能够测试到实际的pwm各高频信号，而普通万用表能测试到的只有部分接近工频的信号，两者的有效值差距会比较大。

再举个例子，当测试需要功率值时，如果被测信号是交流变频，那么在有功功率计算时P=UIcosφ（φ为电压电流夹角），如果只使用万用表做测量，再手动计算，也会有很大可能有较大的误差。

图4

讲到这里相信用户也不会轻易用万用表去判定功率分析仪的测试值了，术业有专攻，是时候给功率分析仪足够的信任了。上文中也提到，PA5000H配有5M带宽，同时采样率达到2M，精度0.05%，对于电机、电源、变频器等行业是一个非常高性价比的选择。