能否采用高精度的霍尔传感器实现宽范围测试？

AnyWay宽带功率传感器具有前端数字化、宽幅值范围、宽频率范围、宽相位范围、基波测试五大特点。

1、前端数字化

前端光纤传输具有很强的抗干扰能力，在变频器、整流器等强电磁辐射场合，系统的精度不会受传输线路及现场干扰的影响，安装要求低，测试精度高。

由于在传感器内部就将被测信号数字化，没有信号传输环节的损失与干扰，并方便网络化、智能化应用。同时光纤传输具有很强的抗干扰能力，在变频器、整流器等强电磁辐射场合，系统的精度不会受传输线路及现场干扰的影响，安装要求低，测试精度高。

2、宽幅值范围

电机试验测试对幅值范围的要求：1.3倍过电压试验与低频堵转试验，同步电机的过载试验与空载试验，不同电压等级，不同功率等级的电机试验等，对幅值测试范围提出了苛刻的要求。

传统工频互感器测量采用原边或副边换挡的方式保障宽范围测试精度。变频测试目前尚无副边换挡传感器，而原边换挡需要的变频大电流开关制造困难，价格昂贵。

AnyWay宽带功率传感器的电压、电流传感器均在内部设置了8个量程，传感器根据测试结果进行自动无缝量程转换，用户无需关注量程信息。以SP******C型传感器为例，内部8个量程均按0.1级准确度配置，电压在0.75%~150%额定值范围内，电流在1%~200%额定范围内，读数的相对误差小于0.2%。

3、宽频率范围

电机试验测试对频率范围的要求：直流、低频、工频、变频至中频电机等不同频率电机试验；低频堵转及超速试验；谐波测试分析试验等等，对测试系统的基波频率范围及测试带宽提出了苛刻的要求。

目前部分宽频功率分析仪的带宽高达1MHz甚至更高，但是，用于变频测试的传感器带宽普遍较低，以霍尔电压传感器为例，其带宽大多在15kHz以内，3000V以上传感器的带宽普遍低于2kHz，传感器的带宽决定了整个测量系统的带宽偏低。

AnyWay宽带功率传感器有效测试带宽为100kHz，最高采样频率250kHz。满足变频电机试验国家标准的最高带宽要求。

AnyWay宽带功率传感器适用直流、低频、工频、变频至中频电机试验的电参数测试；适应正弦波、叠频波、PWM波等试验电源供电的电机试验的电参数测试；全频段测试精度满足电机试验国家标准要求。

4、宽相位范围

电机试验测试对相位范围的要求：电机空载试验，同步电机零功率因数试验等，相位变化范围宽，宽相位范围的功率测试对测试设备的相位误差提出了苛刻的要求。

AnyWay宽带功率传感器将相位指标作为主要的精度指标，以50Hz为例，AnyWay的SP******C系列宽带功率传感器的电压、电流之间的最大相位误差为0.5′，常用的0.2级互感器的最大相位误差为10′。以下是两者在功率因数为0.02~1时对功率测量的附加误差的对比曲线图。

由图可知，SP******C系列宽带功率传感器在功率因数为0.02时，功率附加误差仍小于1%，0.2级互感器在功率因数为0.02时，功率附加误差接近15%，功率附加误差为1%时，对应功率因数为0.28。

对于通常用于变频测试的霍尔传感器而言，其相位指标不明确，实际测试表明(见下表)，应用于50Hz的标准正谐波测试时，某高精度功率分析仪（表中称A123）在功率因数为0.02时，直接测量的功率误差为-1.54%，外接某款霍尔电压传感器（表中称U4000）后，功率测量误差变为66.69%。而采用SP332102C的AnyWay宽带功率测试系统（WP4000）的功率误差均小于1%。

5、基波有效值作为基本测试模式

变频器的输出的PWM电压波形含有大量的高次谐波，而电动机转矩主要依赖于基波电压有效值（H01，即一次谐波）。因此，电机试验需要测量的电压值，以及变频器上指示的电压值都是指基波电压有效值。目前，关于变频电机的试验标准较少，《IEC60349-2:2002电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机-第2部分：电子变流器供电的交流电动机》中已明确指出：电压测量采用基波有效值。

校准平均值（MEAN）在理论上等于正弦波的真有效值，等于正弦调制PWM波形的基波有效值，且实现简单；因此，MEAN在许多仪器仪表中用于替代正谐波的有效值（RMS）或PWM的基波有效值（H01）的测量。

但是，近年来，变频调速技术日新月异，非正弦调制PWM的应用越来越多，而且，变频器用户通常并不了解自己的变频器采用何种调制模式，MEAN值在PWM测量中局限性越来越大。

AnyWay在高速采样基础上，对采样信号进行频谱分析，实时运算被测信号的基波有效值（H01），该方式适用任意调制方式的PWM信号及其它任意正弦、非正弦信号的有效值测试。

AnyWay将基波有效值测试作为基本测试模式，同时，提供真有效值（RMS）、校准平均值（MEAN）、整流平均值（RMEAN）、算术平均值（DC，主要用于直流测量）等测量模式供用户选择。

霍尔传感器的特点：（与普通互感器比较）

1、霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50Hz正弦波。

2、原边电路与副边电路之间完全电绝缘，绝缘电压一般为2KV至12KV，特殊要求可达20KV至50KV。

3、精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。

4、线性度好：优于0.1%。

5、动态性能好：响应时间小于1μs，跟踪速度di/dt高于50A/μs。

6、霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms，它已不能适应工作控制系统发展的需要。

7、工作频带宽：在0-100kHz频率范围内精度为1％。在0－5kHz频率范围内精度为0.5%。