La correzione sulla misura dello sfasamento nell’analisi di potenza è come ballare un tango: bisogna essere in due. Occorre l’analizzatore di potenza che supporti questa funzione e un sensore adeguato del quale è noto lo sfasamento indotto. Se manca uno dei due… il tango diventa imbarazzante!
L’utilizzo di shunt per misurare le correnti nell’analisi della potenza potrebbe essere un’opzione per piccole correnti, ma quando si misurano correnti superiori a 50A in genere è opportuno entrino in gioco i sensori di corrente.
Tuttavia, qualsiasi sensore di corrente introduce uno sfasamento gradualmente crescente man mano che la frequenza aumenta in funzione dei tempi di ritardo dovuti al complesso di misura. Inoltre, differenti progettazioni dei vari modelli di sensori determinano differenti variazioni nell’entità di questo contributo d’errore aggiuntivo.
La funzione di correzione dello sfasamento permette di compensare questi errori. Affinché questa funzione possa operare correttamente sono necessari due elementi:
- un analizzatore di potenza che elabori i calcoli tramite il proprio software interno
- sensori di corrente con sfasamento noto
Per meglio comprendere l’efficienza di elaborazione del software integrato sull’analizzatore di potenza è sufficiente realizzare un confronto utilizzando un oscilloscopio che disponga della funzione di correzione del disallineamento nel tempo (deskew): se due diversi segnali arrivano all’oscilloscopio in momenti diversi a causa di latenze, la funzione deskew consente di allineare tali segnali compensando la latenza con un valore temporale fisso.
Quando si inserisce il valore di correzione dello sfasamento in un analizzatore di potenza quale PW6001 di HIOKI, si realizza la stessa funzione in quanto lo sfasamento non è altro che un ritardo temporale tra corrente e tensione. L’esempio sottostante mostra il ritardo introdotto da un sensore di corrente CT68 di HIOKI. Il ritardo è espresso in nanosecondi rispetto alla frequenza
Un ritardo di 100 ns a 100 Hz non ha lo stesso impatto di un ritardo di 100 ns a 1 MHz. Ciò diventa evidente quando si traduce il ritardo temporale di cui sopra in ritardo di fase espresso in gradi:
Per mantenere semplice l’esempio espresso qui sopra, è necessario utilizzare un sensore di corrente in cui il ritardo temporale non sia variabile. I sensori di corrente CT68 di HIOKI offrono questa prestazione, facilitando la funzione deskew citata in precedenza, in quanto il valore di compensazione dello sfasamento è unico indipendentemente dalla frequenza. Questa caratteristica, tutt’altro che standard nei sensori di corrente presenti sul mercato, è uno dei fattori che rendono speciali i sensori HIOKI. Il grafico seguente mostra cosa accadrebbe con un sensore di corrente “normale”:
Un sensore con ritardo temporale variabile a seconda della frequenza renderà molto complessa la compensazione dello sfasamento in un analizzatore di potenza; quale valore si deve utilizzare come parametro di deskew?
Un altro elemento molto importante presente su sensori di corrente HIOKI è che la posizione del cavo all’interno del nucleo del sensore non produce alcun effetto sullo sfasamento quando si effettua la misura:
La
ragione per cui sul grafico è presente una sola curva è data dal fatto che le
curve del ritardo di fase sono identiche e sovrapposte per le cinque posizioni
del cavo nel nucleo. Anche in questo caso si tratta di una caratteristica assolutamente
fuori-standard per i sensori attualmente sul mercato.
Il grafico qui sotto mostra il tipico effetto della posizione del cavo
all’interno del nucleo di un sensore “standard”.
Come si vede, non è possibile realizzare alcuna compensazione dello sfasamento se l’analizzatore non integra tale funzione, ed è altrettanto evidente che tale compensazione può dimostrarsi inefficace nel caso in cui il sensore di corrente utilizzato non disponga di uno sfasamento indotto stabile al variare della frequenza del segnale in misura.
HIOKI da molti anni concentra le proprie forze sulla progettazione e produzione di sensori per la misura di potenza AC/DC ad elevata innovazione tecnologica che consenta di ottenere misure precise, stabili, affidabili e ripetibili, esaminando ogni minimo aspetto che potrebbe incidere sul risultato finale di misura.
Per concludere, gli analizzatori di potenza HIOKI in abbinamento ai sensori di corrente HIOKI sono la combinazione perfetta per le applicazioni di analisi della potenza su una larga banda, dalla corrente continua DC fino a frequenze di altissimo valore. Perché come nel tango, qui si balla in due.
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HIOKI è stata fondata in Giappone nel 1935 e da allora è leader di mercato nel campo dei sensori di corrente. HIOKI è sinonimo di tecnologia all’avanguardia e massima precisione nel campo degli analizzatori di potenza e dei tester per batterie. HIOKI vanta oggi un organico di circa 1.000 persone in tutto il mondo e offre più di 200 prodotti.
HIOKI è l’unico produttore di strumentazione di prova e misurazione ad offrire anche trasduttori ad anello, pinze amperometriche e sensori di corrente di propria progettazione e produzione. Questa combinazione di tecnologia di misura e tecnologia dei sensori da un’unica fonte di sviluppo rappresenta il punto di forza esclusivo di HIOKI: solo grazie al perfetto coordinamento di entrambe le tecnologie è possibile ottenere precisioni di misura eccezionalmente elevate.
Oltre agli analizzatori di potenza e ai sensori di corrente, la gamma di prodotti HIOKI comprende anche registratori di dati, tester per batterie, apparecchiature per prove ad alta tensione, misuratori di resistenza di precisione, misuratori LCR, misuratori di isolamento, analizzatori della qualità dell’alimentazione e multimetri digitali.
Nel 2017 HIOKI è approdata in Europa. HIOKI EUROPE GmbH garantisce consegne rapide, consulenza immediata e un elevato livello di qualità del servizio. Insieme a partner altamente qualificati ed esperti, gli utenti hanno accesso a tecnologie premium con un servizio premium. Il partner di HIOKI in Italia è Asita Srl.