Cálculo del error de medición de potencia a partir de los márgenes de error V e I

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Estoy usando un Yokogawa WT310 para medir la potencia de CC. El manual ( disponible aquí ) dice que tanto la corriente como el voltaje tienen una precisión de +/- (0.1% de la lectura + 0.2 % de rango).

Suponga esta configuración de ejemplo:

  

Corriente de entrada: 700mA
  Rango de corriente: 1A
  Voltaje de entrada: 10v
  Rango de voltaje: 15v

Según la configuración y las especificaciones del medidor, podemos calcular lo siguiente:

  

P = V * I = 7w
  V error = +/- (0.001 * 10v + 0.002 * 15v) = +/- 0.04v
  I error = +/- (0.001 * 0.7A + 0.002 * 1A) = +/- 0.0027A

Mi objetivo es calcular el margen de error de la medición de potencia. Esto es lo que he hecho:

  

P error = V error * I error = 0.04v * 0.0027A = 0.000108w

Tenga en cuenta que en este ejemplo, P error es menos que tanto V error como I error .

Ahora imagine que estoy usando un medidor menos preciso y midiendo rangos de voltaje y corriente mucho más altos. Supongamos que obtengo estos resultados para los márgenes de error:

  

V error = 1.17v
  I error = 1.2A
  P error = V error * I error = 1.17v * 1.2A = 1.404w

Ahora, P error es mayor que tanto V error como I error .

Esto tiene sentido matemáticamente; así es como funciona la multiplicación de números menores a 1 y mayores a 1. Pero me hace sentir que me falta algo conceptualmente. ¿No debería P error escalar consistentemente en relación con V error y I error ? ¿Estoy calculando P error incorrectamente?

    
pregunta skrrgwasme

3 respuestas

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Oh, sí, definitivamente te estás perdiendo algo. No puedes enfocarte en los errores sin mirar los "no errores". Vamos a usar tu segundo ejemplo, donde obtuviste un error de alimentación de 1.404 vatios. ¿Qué es el componente "no error"?

Solo para sonrisas, suponga que el voltaje real fue de 100 voltios y la corriente real de 20 amperios. Entonces, la potencia real fue de 2,000 W, pero las lecturas inexactas fueron de 101.17 voltios y 21.2 A, para un cálculo de potencia incorrecto de 2144.8 vatios, o un error de potencia de 144.8 vatios.

Si considera cada medida como una base más un error, y los errores se normalizan con respecto a la base (como haría con los errores porcentuales), entonces $$ (1 + x) (1 + y) = 1 + x + y + xy $$ y el término de error es la suma de los errores más su producto. Para errores pequeños, el término del producto es insignificante, y el error es simplemente la suma de los errores.

Para errores no normalizados, como en su ejemplo, debe calcular $$ P = (V + {\ delta} v) (i + {\ delta} i) = Vi + V {\ delta} i + i {\ delta} V + {\ delta} V {\ delta} i $$ y el error de alimentación E es simplemente $$ E = V {\ delta} i + i {\ delta} V + {\ delta} V {\ delta} i $$

Entonces, sí, tus reservas fueron correctas.

Figura 1. Una representación gráfica del término \ $ VI \ $ (verde), \ $ V \ delta i \ $ término (rojo), \ $ i \ delta V \ $, término (azul) y \ $ \ delta V \ delta i \ $ term (blanco). Se puede ver que, en este caso, el término \ $ \ delta V \ delta i \ $ contribuye muy poco al error general y que aproximadamente el 80% del error se debe al término \ $ V \ delta i \ $ .

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Me pregunto por qué estás haciendo la pregunta. Para los medidores y analizadores de Yokogawa Power, la precisión para la medición de la potencia está completamente especificada, incluida la de CC, por lo que no es necesario utilizar la precisión de las mediciones de voltaje y corriente para obtener la precisión de la potencia. El uso de una fórmula es casi seguro que produzca una especificación más pobre.

Consulte las especificaciones relevantes en el folleto de la WT300E en la parte superior de la página 12:

enlace

Un rango de potencia es el múltiplo de los rangos de voltaje y corriente. En un medidor de potencia Yokogawa, estos son rms rms, no pico, por lo que el error de potencia real debido al error de rango puede ser típicamente tres veces menor que el de los medidores de potencia que especifican el uso de rangos de pico para voltaje y corriente. Por supuesto, esto es más relevante para las formas de onda de CA que para DC.

    
respondido por el Clive Davis
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La consideración sobre la diferencia entre errores absolutos y relativos es bastante correcta.

Pero creo que lo que debería señalarse claramente sobre las preocupaciones de @skrrgwasme es que es total, absolutamente, sin sentido, sin sentido, comparar diferentes cantidades .

No hay posibilidad de decir si 1 voltio es más o menos de 1 amperio, y por lo tanto con vatios o cualquier cosa que no sea equivalente a voltios.

    
respondido por el carloc

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