标签: PicoScope 7

在这篇案例中，将为你分享 PicoLog 软件的应用，除此之外，你也会看到它与Picoscope 7软件的不同。 例如，客户在夜间给他/她的电动汽车（EV）充电，并由能源公司收取相应的电费。 电源消耗的计算公式如下： 功率（KW）=伏特（V）x安培（A）。 能量（KW·h）=功率（KW）x时间 那么，这是如何转化为电能给电动车电池充电？ 下面的截图是第一个实验，使用 8通道汽车示波器（4823） 记录电动汽车充电的 6 个小时。 仪表盘显示剩余电量约为1/4，充电前续航里程为11英里（17.7km），充电后续航里程为55英里（88.5km）。 各个通道连接如下： 通道A：12 V电池电压 通道B：12 V电池电流 通道C：高压电池电压（使用x200差分探头）。 通道D：高压电池电流 通道E：Type2模式2（主充电器）交流电压（使用x100差分探头）。 通道F：Type2模式2（主充电器）交流电流 通道G：PP (Proximity Pilot) 通道H：CP (Control Pilot) 上述测试记录了2min 53s将Type2（Mode2）充电器连接到充电插口上（最大10A），6h 11min时拔掉充电器，总充电时间约6h 8min，在充电期间，每个通道的平均值为： 通道A：12 V电池电压= 13.55 V 通道B：12 V电池电流= 1.974 A 通道C：高压电池（HV）电压= 342.5V 通道D：高压电池（HV）电流= 4.762 A 通道E：Type2模式2（充电口）交流有效电压= 239.3V 通道F：Type2模式2（充电口）交流有效值电流= 7.882A 通道G：PP 平均电压= 1.522 V 通道H：CP正占空比= 28.57%（测量误差）。 那么，究竟这台电动汽车消耗了多少电能？而能源公司收取了多少电费？ 让我们来看看 电流损失 从上面的结果我们可以看出，充电口电流（有效值7.882 A）在12V和HV电池之间分配。如果我们把这些加在一起，1.974 + 4.762 = 6.736 A的总直流充电电流。 将这些数值作为直流电流与交流有效值电流的百分比来看，我们可以得出： 6.736 A（直流）/7.882 A（交流有效值）= 0.85 x 100 = 85 %。 充电口应用的约85%的有效电流被转换为直流，然后在12V和HV电池之间分配（相当于总的主电流损失15%）。 现在看一下功率损失 充电口使用的功率= RMS 239.3V x RMS 7.882 A = 1886.16 W (1.886 kW) 12 V电池使用的功率=13.55 V x 1.974 A = 26.75 W≈ 0.027 kW HV电池功率=327.7 V x 4.762 A = 1560.51 W（1.561 kW）。 这些电池的总功率 = 1.561 kW + 0.027 kW = 1.588 kW 功率损失 = 1.886 - 1.588 = 0.298 kW 效率 = 电池总功率/从充电口输送的总功率 1.588 kW / 1.886 kW = 0.842 x 100 = 84.2%效率 功率损失=100-84.2=15.8%。 当然，市电提供的100%的有效值电流、功率和能量不能用于直流充电，因为在交流到直流的转换过程中，许多部件会 "消耗"，包括冷却泵、风扇、交流压缩机、继电器、网络和ECU（更不用说自然损失，如热量、电缆和连接）。 下面的热图像显示了充电系统的不同热损失 如果我们现在用RMS值来看待从充电口（能源公司）消耗的能量，那么客户的费用应该相当于： 功率（KW）=伏特（V）x安培（A） RMS 239.3 V x RMS 7.882 A = 1.886 kW 能量（KW·h）= 功率（KW） x 时间 1.886KW x 6h 充电时间 = 11.316K·h，这就是从充电口中消耗的电能。 现在 看看能量损失（应该与功率损失相同） 充电口消耗的功率=239.3 RMS V x 7.882 A RMS x 6小时=11.316 kW·h 12 V电池消耗的功率=13.55 V x 1.974 A x 6小时=0.162 kW·h 高压电池消耗的功率=327.7 V（平均）x 4.762 A x 6小时=9.366 kW·h 这些电池消耗的总功率 = 9.366 kW·h + 0.162 kW·h = 9.528 kW·h 能量损失 = 11.316 - 9.528 = 1.788 kW·h 效率=电池消耗的总能量/从充电口消耗的总功率 9.528 kW·h / 11.316 kW·h = 0.842 x 100 = 84.2%效率 能量损失 = 100 - 84.2 = 15.8% 下面用PicoLog软件做测试 下面使用PicoLog软件重复以上的测试，看看PicoScope 7 和PicoLog的不同。下面做的测试是一个超过12小时的充电时长，直到充满电后停止充电，而不是车主主动断开充电。 PicoLog 软件现在可以从 www.qichebo.com/software/ （见下文）下载。 那么，PicoLog在汽车方面的定位是什么？ 想想“时间或趋势”比采样率（高分辨率）更重要的应用。 采集温度是一个典型的例子，没有必要在每秒100万个样本（1MS/s）的情况下绘制温度的变化。 我继续测试之前，PicoLog可以使用每毫秒、每秒、每分钟或每小时一次的采样率来记录数天、数月和数年的数据，这一点值得考虑，因为使用PicoScope 7，都是在微秒、毫秒级别的高采样率去采集波形，1分钟对于PS7就是一辈子。 PicoLog的最快采样率是每秒1000个样本(1 kS/s)，但当以这个速度长时间记录时，请记住文件大小。 在下面的例子中，PicoLog记录了大约24小时，记录了电动版高尔夫从放电到完全充电的过程，采样率为1 kS/s。 上述保存的文件大小=428.079 kB；从这个角度来看，用高分辨率采集的2分钟视频大约是300 kB。 为什么这很重要？ 管理文件是一回事（即传输、共享和存储），但更重要的是，当你要从PicoLog导出数据（例如，csv格式）并试图加载到Excel中进行进一步的分析或转换时，你会简单地以 "过载 "而告终。 也就是说，如果你纯粹是在看 "趋势"，为什么要以1 kS/s采样？ 请看下面的截图，注意通道A和B是如何测量50Hz的电源电压和电流的。为了捕捉和显示50Hz的电源频率，我们需要更高的采样率；请我们使用PicoLog的缩放功能来显示50Hz的正弦波，这要归功于1千秒的采样率。 下面的图片展示了使用PicoLog的1 kS/s高采样率的好处。 从上面的图片可以看出，有一个折中的考虑，主要是由你希望实现的目标来决定的。如果你需要记录交流电，那么就需要1 kS/s的采样率，以牺牲文件大小为代价，但有一个好处，那就是只要你想，就可以进行无缝记录。 现在回到手头的任务，让我们看看分别输送到12V和HV电池的直流电流。 注意：这些 "缓慢变化 "的直流信号可以以每秒1个样本的速度舒适地记录下来，这样可以减少文件的大小，但仍然可以得到有效的结果。 注意上面的充电时间（10h 36min），以及Type2（10A）充电口提供的电流如何在整个车辆中分配，大约643mA 提供给12V电池，大约4.868A提供给高压电池（注意，这些不是真正的平均值，它们是通过将信号尺穿过大部分绘制的波形获得的数值）。 为了确定我们的电源电压和电流（通道A和B）的有效值，我们取每个通道的峰值并乘以0.7071（见下文）。 以下是我们从上述PicoLog捕捉到的计算结果。 充电口的利用率=234.74 RMS V x 7.30 A RMS = 1,713.602 W (1.714 kW) 计算12V和HV电池的功率利用率需要电压值以及电流。(瓦特 = V x A) 在我们上面的实验中，我们只有主电压和电流，没有直流电压，因此，让我们看看蓄电池（12V和HV）消耗的电流总量与Type2充电器提供给车辆的有效电流的对比情况。 在整个充电过程中，12 V蓄电池平均电流为0.643 A 整个充电过程中，高压电池的平均电流约为4.868 A 总的直流电流（由蓄电池消耗）= 4.868 + 0.643 = 5.511 A 充电口有效值电流7.30 A - 总直流电流（电池消耗）5.511 A = 1.789 A 因此，我们有一个所谓的1.789 A的电流损失！ 效率=电池消耗的总电流/从电源输送的总电流 5.511 / 7.30 A = 0.755 x 100 = 75.5 %效率 功率（能量）损失 = 100 - 75.5 = 24.5% 如果我们再次回到上面一开始的测试，使用4823与PicoScope 7计算的能量损失（15.8%）和现在用PicoLog计算的能量损失（24.5%）有些不同。 我们必须牢记这些测试之间的变量，这些变量是不一样的! 在我们的 PicoScope 7 实验中，我们的充电时间为 6 h 8 min ，PicoLog 为 10 h 36min。 PicoScope 7 在整个充电时间内(在时间标尺之间)准确地计算出 "平均值 "和 "有效值"，而在 PicoLog 中，我只是将标尺放在信号的大部分时间内，得出一个平均值。 我们的PicoLog RMS值是通过放大我们的10h 捕获的一小部分来获得的，以得出应用数学的交流电流和电压的峰值（峰值x 0.7071）。 再加上电池的消耗特性（取决于SOC）和电流钳的固有特性随时间和温度的变化而 "漂移"。 总结上述情况，我们看看PicoLog的优点和缺点： 我想从上述所有内容中得到的启示是，PicoScope 7不是PicoLog，但确实具有记录功能。同样，PicoLog当然也不是PicoScope 7，但确实有一些整洁的功能和在我们行业中的一些应用。引用詹姆斯-狄龙的话："正确的工具，在正确的时间，为正确的工作"。

在这篇案例中，将为你分享 PicoLog 软件的应用，除此之外，你也会看到它与Picoscope 7软件的不同。 例如，客户在夜间给他/她的电动汽车（EV）充电，并由能源公司收取相应的电费。 电源消耗的计算公式如下： 功率（KW）=伏特（V）x安培（A）。 能量（KW·h）=功率（KW）x时间 那么，这是如何转化为电能给电动车电池充电？ 下面的截图是第一个实验，使用 8通道汽车示波器（4823） 记录电动汽车充电的 6 个小时。 仪表盘显示剩余电量约为1/4，充电前续航里程为11英里（17.7km），充电后续航里程为55英里（88.5km）。 各个通道连接如下： 通道A：12 V电池电压 通道B：12 V电池电流 通道C：高压电池电压（使用x200差分探头）。 通道D：高压电池电流 通道E：Type2模式2（主充电器）交流电压（使用x100差分探头）。 通道F：Type2模式2（主充电器）交流电流 通道G：PP (Proximity Pilot) 通道H：CP (Control Pilot) 上述测试记录了2min 53s将Type2（Mode2）充电器连接到充电插口上（最大10A），6h 11min时拔掉充电器，总充电时间约6h 8min，在充电期间，每个通道的平均值为： 通道A：12 V电池电压= 13.55 V 通道B：12 V电池电流= 1.974 A 通道C：高压电池（HV）电压= 342.5V 通道D：高压电池（HV）电流= 4.762 A 通道E：Type2模式2（充电口）交流有效电压= 239.3V 通道F：Type2模式2（充电口）交流有效值电流= 7.882A 通道G：PP 平均电压= 1.522 V 通道H：CP正占空比= 28.57%（测量误差）。 那么，究竟这台电动汽车消耗了多少电能？而能源公司收取了多少电费？ 让我们来看看 电流损失 从上面的结果我们可以看出，充电口电流（有效值7.882 A）在12V和HV电池之间分配。如果我们把这些加在一起，1.974 + 4.762 = 6.736 A的总直流充电电流。 将这些数值作为直流电流与交流有效值电流的百分比来看，我们可以得出： 6.736 A（直流）/7.882 A（交流有效值）= 0.85 x 100 = 85 %。 充电口应用的约85%的有效电流被转换为直流，然后在12V和HV电池之间分配（相当于总的主电流损失15%）。 现在看一下功率损失 充电口使用的功率= RMS 239.3V x RMS 7.882 A = 1886.16 W (1.886 kW) 12 V电池使用的功率=13.55 V x 1.974 A = 26.75 W≈ 0.027 kW HV电池功率=327.7 V x 4.762 A = 1560.51 W（1.561 kW）。 这些电池的总功率 = 1.561 kW + 0.027 kW = 1.588 kW 功率损失 = 1.886 - 1.588 = 0.298 kW 效率 = 电池总功率/从充电口输送的总功率 1.588 kW / 1.886 kW = 0.842 x 100 = 84.2%效率 功率损失=100-84.2=15.8%。 当然，市电提供的100%的有效值电流、功率和能量不能用于直流充电，因为在交流到直流的转换过程中，许多部件会 "消耗"，包括冷却泵、风扇、交流压缩机、继电器、网络和ECU（更不用说自然损失，如热量、电缆和连接）。 下面的热图像显示了充电系统的不同热损失 如果我们现在用RMS值来看待从充电口（能源公司）消耗的能量，那么客户的费用应该相当于： 功率（KW）=伏特（V）x安培（A） RMS 239.3 V x RMS 7.882 A = 1.886 kW 能量（KW·h）= 功率（KW） x 时间 1.886KW x 6h 充电时间 = 11.316K·h，这就是从充电口中消耗的电能。 现在 看看能量损失（应该与功率损失相同） 充电口消耗的功率=239.3 RMS V x 7.882 A RMS x 6小时=11.316 kW·h 12 V电池消耗的功率=13.55 V x 1.974 A x 6小时=0.162 kW·h 高压电池消耗的功率=327.7 V（平均）x 4.762 A x 6小时=9.366 kW·h 这些电池消耗的总功率 = 9.366 kW·h + 0.162 kW·h = 9.528 kW·h 能量损失 = 11.316 - 9.528 = 1.788 kW·h 效率=电池消耗的总能量/从充电口消耗的总功率 9.528 kW·h / 11.316 kW·h = 0.842 x 100 = 84.2%效率 能量损失 = 100 - 84.2 = 15.8% 下面用PicoLog软件做测试 下面使用PicoLog软件重复以上的测试，看看PicoScope 7 和PicoLog的不同。下面做的测试是一个超过12小时的充电时长，直到充满电后停止充电，而不是车主主动断开充电。 PicoLog 软件现在可以从 www.qichebo.com/software/ （见下文）下载。 那么，PicoLog在汽车方面的定位是什么？ 想想“时间或趋势”比采样率（高分辨率）更重要的应用。 采集温度是一个典型的例子，没有必要在每秒100万个样本（1MS/s）的情况下绘制温度的变化。 我继续测试之前，PicoLog可以使用每毫秒、每秒、每分钟或每小时一次的采样率来记录数天、数月和数年的数据，这一点值得考虑，因为使用PicoScope 7，都是在微秒、毫秒级别的高采样率去采集波形，1分钟对于PS7就是一辈子。 PicoLog的最快采样率是每秒1000个样本(1 kS/s)，但当以这个速度长时间记录时，请记住文件大小。 在下面的例子中，PicoLog记录了大约24小时，记录了电动版高尔夫从放电到完全充电的过程，采样率为1 kS/s。 上述保存的文件大小=428.079 kB；从这个角度来看，用高分辨率采集的2分钟视频大约是300 kB。 为什么这很重要？ 管理文件是一回事（即传输、共享和存储），但更重要的是，当你要从PicoLog导出数据（例如，csv格式）并试图加载到Excel中进行进一步的分析或转换时，你会简单地以 "过载 "而告终。 也就是说，如果你纯粹是在看 "趋势"，为什么要以1 kS/s采样？ 请看下面的截图，注意通道A和B是如何测量50Hz的电源电压和电流的。为了捕捉和显示50Hz的电源频率，我们需要更高的采样率；请我们使用PicoLog的缩放功能来显示50Hz的正弦波，这要归功于1千秒的采样率。 下面的图片展示了使用PicoLog的1 kS/s高采样率的好处。 从上面的图片可以看出，有一个折中的考虑，主要是由你希望实现的目标来决定的。如果你需要记录交流电，那么就需要1 kS/s的采样率，以牺牲文件大小为代价，但有一个好处，那就是只要你想，就可以进行无缝记录。 现在回到手头的任务，让我们看看分别输送到12V和HV电池的直流电流。 注意：这些 "缓慢变化 "的直流信号可以以每秒1个样本的速度舒适地记录下来，这样可以减少文件的大小，但仍然可以得到有效的结果。 注意上面的充电时间（10h 36min），以及Type2（10A）充电口提供的电流如何在整个车辆中分配，大约643mA 提供给12V电池，大约4.868A提供给高压电池（注意，这些不是真正的平均值，它们是通过将信号尺穿过大部分绘制的波形获得的数值）。 为了确定我们的电源电压和电流（通道A和B）的有效值，我们取每个通道的峰值并乘以0.7071（见下文）。 以下是我们从上述PicoLog捕捉到的计算结果。 充电口的利用率=234.74 RMS V x 7.30 A RMS = 1,713.602 W (1.714 kW) 计算12V和HV电池的功率利用率需要电压值以及电流。(瓦特 = V x A) 在我们上面的实验中，我们只有主电压和电流，没有直流电压，因此，让我们看看蓄电池（12V和HV）消耗的电流总量与Type2充电器提供给车辆的有效电流的对比情况。 在整个充电过程中，12 V蓄电池平均电流为0.643 A 整个充电过程中，高压电池的平均电流约为4.868 A 总的直流电流（由蓄电池消耗）= 4.868 + 0.643 = 5.511 A 充电口有效值电流7.30 A - 总直流电流（电池消耗）5.511 A = 1.789 A 因此，我们有一个所谓的1.789 A的电流损失！ 效率=电池消耗的总电流/从电源输送的总电流 5.511 / 7.30 A = 0.755 x 100 = 75.5 %效率 功率（能量）损失 = 100 - 75.5 = 24.5% 如果我们再次回到上面一开始的测试，使用4823与PicoScope 7计算的能量损失（15.8%）和现在用PicoLog计算的能量损失（24.5%）有些不同。 我们必须牢记这些测试之间的变量，这些变量是不一样的! 在我们的 PicoScope 7 实验中，我们的充电时间为 6 h 8 min ，PicoLog 为 10 h 36min。 PicoScope 7 在整个充电时间内(在时间标尺之间)准确地计算出 "平均值 "和 "有效值"，而在 PicoLog 中，我只是将标尺放在信号的大部分时间内，得出一个平均值。 我们的PicoLog RMS值是通过放大我们的10h 捕获的一小部分来获得的，以得出应用数学的交流电流和电压的峰值（峰值x 0.7071）。 再加上电池的消耗特性（取决于SOC）和电流钳的固有特性随时间和温度的变化而 "漂移"。 总结上述情况，我们看看PicoLog的优点和缺点： 我想从上述所有内容中得到的启示是，PicoScope 7不是PicoLog，但确实具有记录功能。同样，PicoLog当然也不是PicoScope 7，但确实有一些整洁的功能和在我们行业中的一些应用。引用詹姆斯-狄龙的话："正确的工具，在正确的时间，为正确的工作"。

PicoScope 7 （PS7）软件增添了新的测量功能——测量相位之间的角度和延迟时间（图1）。 注：Phase- 相位；Delay - 延迟。 图1 相位测量 点击“Phase”，选择需要测量的通道，如下图选择的是B和B(2)，即测量波形红色和蓝色波形之间的相位角度差。 图2 如果需要更改测量通道数据源，可以点击“设置”进行更新。 图3 下图测量的是B, B(2) 在整个轨迹中的相位差（即红色和蓝色波形在整个轨迹中的相位差测量）。 图4 下图测量的是B, B(2) 在标尺间的相位差（即红色和蓝色波形在标尺的相位差测量）。 图5 下图测量的是每个相位之间的相位差。 图6 延迟测量 点击“Delay”，选择需要测量的通道，如下图选择的是B和B(2)，即测量波形红色和蓝色波形之间的相位角度差。 图7 如果需要更改测量通道数据源，可以点击“设置”进行更新。 图8 下图测量的是B, B(2) 在整个轨迹中的延迟时间（即红色和蓝色波形在整个轨迹中的延迟时间测量）。 图9 下图测量的是B, B(2) 在标尺间的相位差（即红色和蓝色波形在标尺的相位差测量）。 图10 数学通道——相位和延迟 我们还可以在【数学通道】功能中添加相位和延迟的测量波形。 图11 以“Phase”为例，点击数学通道中的“Phase”，选择需要测量的通道数据即可。 图12 通过数学通道测得B, B(2) 的相位差为115.2°。 通过数学通道测得B, B(2) 的相位差为115.2°。 图片13.png (235.54 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2023-9-25 15:48 上传 图13