相位的测量

3．6．2　相位的测量

工程上用符号φ表示电路的电压与电流之间的相位差。用cosφ表示功率因数，每一个φ对应一个cosφ，所以测量相位和测量功率因数实质上没有什么区别，只是一个用φ作为刻度，一个用φ的余弦值作为刻度。

因为相位角φ＝ωτ＝2πfτ，在频率f为固定的条件下，可以通过测量时间τ来达到测量φ的目的。在近代测量技术中，时间测量的准确度比较高，所以遇到要求对相位进行精密测量的场合，可以把对φ的测量转换为对τ的测量。

一般在实验室和工程上对φ或cosφ的测量常用以下方法。

1）用指示仪表测量相位

测量相位的指示仪表可以用电动系、铁磁电动系、电磁系或变换式仪表。但现在大多使用电动系和变换式仪表。电动系相位表和电动系频率表一样，也采用比率表型结构，以消除电压对读数的影响。相位表使用时接线要遵守“电源端”守则。由于固定线圈与负载串联，所以额定电流应大于负载电流；可动线圈的两个支路与负载并联，所以仪表额定电压应大于负载电压。相位表必须使用在规定的频率范围内。

2）用数字式相位表测量相位

数字式相位表是通过测量两个波形通过零点时的时间差，并用数字形式来显示出相位值。

应该注意，指示仪表测量的相位，一般指工频电路中电压与电流之间的相位差或cosφ。但广义地说，相位可以指任何两个波形（电流或电压）之间的相位差，不一定专指电压波形与电流波形，数字式相位表就可用来测量任意两个波形之间的相位差。

3）用比较法测量相位差

比较法测量相位差，可用示波器测其李沙育图形。

4）间接法测相位

如果没有直读式相位表，可以根据功率公式间接求出相位：

对于三相不平衡负载来讲，三相电路功率因数的含义是全部有功功率P与全部视在功率S的比值，即

式中：P为用功率表测出的三相总功率；S为用电压表、电流表测出的三相电压、电流，然后按式S＝U_AI_A＋UBI_B＋U_CI_C计算得出的三相视在功率。