專利名稱：一種功率測(cè)量方法及其測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種功率測(cè)量方法及其測(cè)量裝置，特別是有關(guān)于一種適用于 負(fù)栽變動(dòng)的電子產(chǎn)品的功率測(cè)量裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今電子產(chǎn)品的應(yīng)用已越來越普及，許多電子產(chǎn)品為了符合人性化的需求， 具備遙控、顯示、定時(shí)、觸控與保溫等功能且處于待機(jī)反應(yīng)，以能隨時(shí)因應(yīng)使 用者需求，因此電子產(chǎn)品待機(jī)耗能的比重亦愈來愈多，以目前國(guó)內(nèi)而言，家庭全年待機(jī)電力消耗量約37億度，折算電費(fèi)約90億余元，系相當(dāng)可觀的一筆數(shù) 目；2005年4月13日歐洲議會(huì)二度通過"耗能產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)指令"，明訂相關(guān) 產(chǎn)品待機(jī)電力耗能，不符合其所屬產(chǎn)品類別的耗能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行措施要求時(shí)，相關(guān) 國(guó)家應(yīng)禁止該產(chǎn)品銷售。因此，電子產(chǎn)品出廠前，需利用功率測(cè)量裝置檢測(cè)其所耗電量，選擇適合 且消耗少量能量的最佳組合，功率測(cè)量裝置測(cè)量電子產(chǎn)品負(fù)栽所需的電壓信號(hào) 以及電流信號(hào)，在一特定時(shí)間寬度內(nèi)，將同時(shí)測(cè)量到的電壓信號(hào)以及電流信號(hào) 相乘以得到該時(shí)間寬度內(nèi)所累積的能量，再將該能量除以該時(shí)間寬度，以計(jì)算 出平均消耗功率。現(xiàn)有的功率測(cè)量裝置其設(shè)定時(shí)間寬度的值是固定的，因此當(dāng)電子產(chǎn)品的電 力負(fù)載周期(T)為變動(dòng)的狀況下，現(xiàn)有的功率測(cè)量裝置所測(cè)量到的平均功率值與 實(shí)施功率值之間會(huì)有很大的誤差存在，其理由如下如圖l所示，T為電子產(chǎn)品的電力負(fù)載周期，當(dāng)現(xiàn)有的功率測(cè)量裝置設(shè)定的 時(shí)間寬度Ta小于T時(shí)，或所設(shè)定的時(shí)間寬度Tc大于T時(shí)，皆無法配合負(fù)栽耗 能的周期，會(huì)有測(cè)量到的數(shù)值跳動(dòng)不穩(wěn)定的情況，造成使用者的困擾。因此，傳統(tǒng)的解決方式是讓使用者設(shè)定復(fù)數(shù)個(gè)測(cè)量點(diǎn)，再將該復(fù)數(shù)個(gè)測(cè)量 點(diǎn)所測(cè)量到的功率總合除以取樣數(shù)以達(dá)到一穩(wěn)定結(jié)果，也就是將特定時(shí)間寬度 內(nèi)所累積的能量除以特定時(shí)間寬度，進(jìn)而求得平均功率，但這會(huì)失去某些動(dòng)態(tài) 信息，并非真正正確的方法。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明所提供的方法讓使用者能夠依需求自由設(shè)定測(cè)量的特定 時(shí)間，以得到 一正確且穩(wěn)定的結(jié)果。本發(fā)明的主要目的在于提供一種功率測(cè)量方法及其測(cè)量裝置，通過功率測(cè) 量模塊并以積分模式測(cè)量負(fù)載元件的平均消耗功率，且使用者可依需求不同設(shè) 定不同的特定時(shí)間寬度，以增加結(jié)果的正確性以及穩(wěn)定性。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供了一種功率測(cè)量裝置，包含一 A/D轉(zhuǎn) 換器、 一數(shù)字信號(hào)處理器以及一使用者接口。A/D轉(zhuǎn)換器與一負(fù)栽元件電性連接，用以將負(fù)載元件的模擬電壓與模擬電流 信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)處理器與該A/D轉(zhuǎn)換器電性連接，且其內(nèi)建有 一功率測(cè)量模塊并以積分模式測(cè)量該負(fù)載元件的平均消耗功率，該數(shù)字信號(hào)處 理器與使用者接口連接，使用者可依據(jù)不同需求在使用者接口設(shè)定不同功率測(cè) 量時(shí)間寬度或其它測(cè)量參數(shù)，功率測(cè)量模塊再依設(shè)定值去執(zhí)行，以將結(jié)果由信 號(hào)輸出端輸出。本發(fā)明還提供了一種功率測(cè)量的方法，該包括系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入一開始狀 態(tài)，先將緩存器清空，以防先前的數(shù)據(jù)尚未清除干凈而影響即將測(cè)量的結(jié)果， 使用者依據(jù)需求在使用者接口設(shè)定功率積分模式的時(shí)間寬度以及其它測(cè)量參 數(shù)，啟動(dòng)測(cè)量功率積分模式后，系統(tǒng)會(huì)不斷地依據(jù)上述設(shè)定執(zhí)行其動(dòng)作，偵測(cè) 是否已達(dá)積分時(shí)間，且將同時(shí)測(cè)量到負(fù)栽元件的電壓值乘以電流值，再將該乘 積累加至緩存器，直至到達(dá)積分時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)將緩存器所儲(chǔ)存的數(shù)值除以積分 時(shí)間，以求出負(fù)栽元件的平均消耗功率，再將結(jié)果顯示出，最后系統(tǒng)會(huì)將緩存 器清空，而終止測(cè)量功率積分模式。本發(fā)明適用于負(fù)栽變動(dòng)的電子產(chǎn)品，通過利用能量累積測(cè)量功率，可得到 一正確且穩(wěn)定的結(jié)果。


圖1為功率信號(hào)的示意圖。圖2為功率測(cè)量裝置的示意圖。圖3為本發(fā)明的功率測(cè)量裝置的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的功率測(cè)量步驟的流程圖。主要元件符號(hào)說明電壓信號(hào)110 功率信號(hào)120 電流信號(hào)130 時(shí)間寬度過小141 正確時(shí)間寬度142 時(shí)間寬度過大143 功率測(cè)量裝置200 載具210具體實(shí)施方式
負(fù)載元件220 使用者接口 310 信號(hào)輸入端320 A/D轉(zhuǎn)換器330 數(shù)字信號(hào)處理器340 功率測(cè)量模塊341 緩存器350 信號(hào)輸出端360本發(fā)明是一種功率測(cè)量方法及其測(cè)量裝置。通過功率測(cè)量模塊并以積分模 式測(cè)量負(fù)栽元件的平均消耗功率，且使用者可依需求不同設(shè)定不同的特定時(shí)間 寬度，以增加結(jié)果的正確性以及穩(wěn)定性。有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明如下所述。請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為功率測(cè)量裝置的示意圖，包括一功率測(cè)量裝置200、 一 載具210以及一負(fù)載元件220。功率測(cè)量裝置200以電流串聯(lián)以及電壓并聯(lián)的方式與栽具210連接，當(dāng)負(fù) 載元件220與栽具210電性連接后，負(fù)栽元件220消耗能量的信號(hào)通過該栽具 210傳送到功率測(cè)量裝置200。栽具210是為了提供使用者負(fù)栽元件220、功率測(cè)量裝置200連接便利性所 開發(fā)的接口，除了可讓使用者免除負(fù)栽元件220在測(cè)試時(shí)與功率測(cè)量裝置200 復(fù)雜的導(dǎo)接外，更節(jié)省時(shí)間上的耗費(fèi)。透過該載具210能讓測(cè)試的負(fù)栽元件220 直接插拔即完成符合測(cè)試要求的導(dǎo)接。請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖2為本發(fā)明的功率測(cè)量裝置系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，包括了一使用 者接口 310、 一信號(hào)輸入端320、 一A/D轉(zhuǎn)換器330、 一數(shù)字信號(hào)處理器340、 一緩存器350以及一信號(hào)輸出端360。載具210將負(fù)載元件220消耗能量的信號(hào)傳送至功率測(cè)量裝置200的信號(hào) 輸入端320，由信號(hào)輸入端再將信號(hào)傳送至A/D轉(zhuǎn)換器330，用以將該負(fù)載元件 220的模擬電壓與模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，該A/D轉(zhuǎn)換器330具有16位 (bits)的高速轉(zhuǎn)換功能，且與數(shù)字信號(hào)處理器340是電性連接，A/D轉(zhuǎn)換器 330將上述數(shù)字信號(hào)傳送至數(shù)字信號(hào)處理器340以進(jìn)行處理，且數(shù)字信號(hào)處理器 340具有處理總諧波失真(THD， total harmonic distortion)功能，使用者可依 需求指定階數(shù)的失真度，該數(shù)字信號(hào)處理器340中具有一功率測(cè)量模塊341，功 率測(cè)量模塊341的目的是在時(shí)間寬度內(nèi)以積分模式測(cè)量該負(fù)栽元件220的累計(jì) 消耗功率以及計(jì)算該負(fù)載元件220的平均消耗功率，且可將處理前或處理后的 數(shù)據(jù)存放于緩存器350,以供隨時(shí)運(yùn)用，使用者可依據(jù)不同需求在使用者接口 310設(shè)定不同功率測(cè)量時(shí)間寬度或其它測(cè)量參數(shù)，功率測(cè)量模塊341依據(jù)該些設(shè) 定值(不同功率測(cè)量時(shí)間寬度和其它測(cè)量參數(shù))去執(zhí)行，再將結(jié)果由信號(hào)輸出 端360輸出。如圖1所示，圖l為功率信號(hào)的示意圖，包括負(fù)載元件220的電壓信號(hào)110 與電流信號(hào)130,以及電壓信號(hào)IIO與電流信號(hào)130所造成的功率信號(hào)120,依 據(jù)使用者所設(shè)定的時(shí)間寬度對(duì)功率積分成能量，再除以該時(shí)間，以得到平均功 率，并持續(xù)反復(fù)進(jìn)行，以將實(shí)時(shí)功率數(shù)值顯示于面板上，由此可知，時(shí)間寬度 的設(shè)定是相當(dāng)重要的，當(dāng)設(shè)定的時(shí)間寬度Ta小于T時(shí)，會(huì)造成平均功率有時(shí)為 零，有時(shí)又有值的測(cè)量結(jié)果，當(dāng)設(shè)定的時(shí)間寬度Tc大于T時(shí)，會(huì)造成平均功率 一直有值，但其數(shù)值極不穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果，唯有設(shè)定的時(shí)間寬度Tb等于T時(shí)，才能得到穩(wěn)定的結(jié)果。如圖4所示，圖4為本發(fā)明的功率測(cè)量步驟的流程圖，將系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入一開始狀態(tài)，(步驟S400);將負(fù)載元件連接至載具，(步驟S410);再將緩存器 清空，(步驟S420);以防先前的數(shù)據(jù)尚未清除干凈而影響即將測(cè)量的結(jié)杲，使 用者于卩衣?lián)枨笤谑褂谜呓涌谠O(shè)定功率積分模式的時(shí)間寬度以及其它測(cè)量參 數(shù)，(步驟S430);啟動(dòng)測(cè)量功率積分模式后，(步驟S440),系統(tǒng)會(huì)不斷地依據(jù) 上述設(shè)定執(zhí)行其動(dòng)作，當(dāng)使用者此時(shí)選擇終止測(cè)量功率積分模式(步驟S450), 該功率測(cè)量的動(dòng)作則進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)，(步驟S401),當(dāng)使用者選擇繼續(xù)執(zhí)行測(cè)量 功率積分模式，則系統(tǒng)會(huì)不斷偵測(cè)是否已達(dá)積分時(shí)間，若尚未達(dá)積分時(shí)間，則 系統(tǒng)會(huì)不斷地將同時(shí)測(cè)量到的電壓值乘以電流值(步驟，S452)，再將該乘積累 加至緩存器(步驟S453),若已達(dá)積分時(shí)間，則系統(tǒng)會(huì)將緩存器所儲(chǔ)存的數(shù)值除 以積分時(shí)間(步驟S454)，以求出負(fù)載元件的平均消耗功率，再顯示結(jié)果(步驟 S460)，最后系統(tǒng)會(huì)將緩存器清空(步驟S420),而終止測(cè)量功率積分模式(步驟 S450)。本發(fā)明利用能量累積測(cè)量功率的方法，可得到一正確且穩(wěn)定的結(jié)果，適用 于負(fù)載變動(dòng)的電子產(chǎn)品。本發(fā)明雖以較佳實(shí)例進(jìn)行，然其并非用以限定本發(fā)明。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員 可輕易了解并利用其它組件或方式來產(chǎn)生相同的功效。因此，在不脫離本創(chuàng)作 的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種功率測(cè)量裝置，用以測(cè)量一負(fù)載元件的消耗功率，其特征在于，所述的功率測(cè)量裝置至少包括一A/D轉(zhuǎn)換器，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與所述的負(fù)載元件電性連接，用以將所述的負(fù)載元件的模擬電壓與模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；一數(shù)字信號(hào)處理器，所述的數(shù)字信號(hào)與所述的A/D轉(zhuǎn)換器電性連接，所述的信號(hào)處理器內(nèi)建有一功率測(cè)量模塊并以積分模式測(cè)量所述的負(fù)載元件的平均消耗功率；以及一使用者接口，與所述的數(shù)字信號(hào)處理器電性連接，并透過所述的接口提供一使用者設(shè)定所述的功率測(cè)量模塊的測(cè)量參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的功率測(cè)量裝置，其特征在于，功率測(cè)量裝置的所述 的負(fù)載元件的電流與所述的功率測(cè)量裝置的電流串聯(lián)，所述的負(fù)載元件的電壓 與所述的功率測(cè)量裝置的電壓并聯(lián)。
3，如權(quán)利要求1所述的功率測(cè)量裝置，其特征在于，所述的功率測(cè)量裝置 的所述的A/D轉(zhuǎn)換器為16位的A/D轉(zhuǎn)換器。
4. 如權(quán)利要求1所述的功率測(cè)量裝置，其特征在于，所述的功率測(cè)量裝置 的所述的數(shù)字信號(hào)處理器具有處理總諧波失真功能，使用者可根據(jù)需求指定階 數(shù)的失真度。
5. 如權(quán)利要求l所述的功率測(cè)量裝置，其特征在于，所述的功率測(cè)量裝置 還包括一信號(hào)輸出端，將功率測(cè)量模塊以積分模式測(cè)量所述的負(fù)載元件的平均 消耗功率實(shí)時(shí)輸出。
6. —種功率測(cè)量的方法，其特征在于，所述的功率測(cè)量的方法的步驟包括 接收一負(fù)栽元件的模擬電壓與電流信號(hào)； 將所述的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；i殳定一功率測(cè)量時(shí)間；在設(shè)定的功率測(cè)量時(shí)間內(nèi)以積分模式測(cè)量所述的負(fù)栽元件的累計(jì)消耗功率；以及計(jì)算所述的負(fù)載元件的平均消耗功率。
7. 如權(quán)利要求6所述的功率測(cè)量方法，其特征在于，所述的功率測(cè)量方法 應(yīng)用于一功率測(cè)量裝置之中且所述的功率測(cè)量裝置具有一緩存器。
8. 如權(quán)利要求7所述的功率測(cè)量方法，其特征在于，所述的功率測(cè)量方法 中所述的負(fù)載元件的累計(jì)消耗功率儲(chǔ)存于所述的緩存器中。
9. 如權(quán)利要求7所述的功率測(cè)量方法，其特征在于，所述的功率測(cè)量方法 在接收所述的第一步驟之前先清空所述的緩存器內(nèi)部的數(shù)據(jù)。
10. 如權(quán)利要求7所述的功率測(cè)量方法，其特征在于，所述的功率測(cè)量裝置 的最后一步驟結(jié)束后，所述的緩存器會(huì)將數(shù)據(jù)清空后，才進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種功率測(cè)量方法及其測(cè)量裝置，用以測(cè)量一負(fù)載元件的消耗功率，其中功率測(cè)量裝置包括一A/D轉(zhuǎn)換器、一數(shù)字信號(hào)處理器以及一使用者接口。其中A/D轉(zhuǎn)換器與負(fù)載元件電性連接，用以將該負(fù)載元件的模擬電壓與模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將該數(shù)字信號(hào)傳送至數(shù)字信號(hào)處理器，該數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)建有一功率測(cè)量模塊，使用者可依需求利用使用者接口設(shè)定功率測(cè)量時(shí)間或其它測(cè)量參數(shù)，進(jìn)而使功率測(cè)量模塊以積分模式測(cè)量該負(fù)載元件的平均消耗功率。本發(fā)明適用于負(fù)載變動(dòng)的電子產(chǎn)品，通過利用能量累積測(cè)量功率，可得到一正確且穩(wěn)定的結(jié)果。
文檔編號(hào)G01L3/00GK101236115SQ20071000692
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者盧志誠(chéng), 曾煥舜, 趙令煌 申請(qǐng)人:中茂電子(深圳)有限公司