中心議題：

• 探究精確測量並改進設備的低效率的方法

解決方案：

• 采用型號為PXI-4130的功率SMU作為測量儀器
• 通用的PXI測試係統有助於產品實際能量效率的測量

全球的工程師和科學家正在為迎接能源保護的挑戰而努力，其中之一就是“一瓦倡議”行動，該項工作極大地阻止了由於“電流吸血鬼”而造成的損失
，它在全球數十億設備上浪費了大量能源。另外一項行動是“能源之星”認證
，其目標是促進這些設備的效率優於法律要求的指標。

raner，gongchengshizaixiuzhengshejiwentiyigaishanxiaolvzhiqian，bixuxiancaiyongyizhongfangfalaijingquecelianghemiaoshuwenti。youyunengyuanbaohushiyixiangchixudezhandou
，gongchengshihekexuejiamenxuyaoyoubutongdefangfalaichulibianhuadexinxuqiu。

一個很好的例子是插在牆上插座的交流電源適配器。這些用電設備外部的變壓器為數十億的設備提供從交流電源到直流電源的轉換。它們也同樣消耗功率，因而被稱為“電流吸血鬼”，即使是與它們相連的設備被斷開也同樣會吸收電流，這是因為變壓器本身的漏電流導致了持續的交流電流損耗。
更大的設備通常使用內部的變壓器，但它們同樣具有在工作效率低和在待機模式下浪費能源的問題。研究表明，家用電能的10%被這樣浪費掉。

待機狀態功率測量案例

考慮測量一種用於新型移動電話的交流電源適配器待機性能的簡單案例。測量吸收電流能量損耗的通常方法是簡單地用數字萬用表（DMM）測量交流吸入電流，再與電源的均方根電壓相乘。

然ran而er，這zhe一yi假jia設she要yao求qiu電dian路lu是shi阻zu性xing，並bing且qie功gong率lv輸shu入ru是shi純chun正zheng弦xian曲qu線xian。輸shu入ru電dian壓ya或huo吸xi入ru電dian流liu的de波bo形xing改gai變bian，以yi及ji輸shu入ru電dian壓ya和he消xiao耗hao電dian流liu之zhi間jian的de相xiang位wei不bu同tong，都dou有you可ke能neng在zai計ji算suan吸xi收shou功gong率lv時shi產chan生sheng非fei常chang大da的de差cha異yi。
功率損耗的更精確描述可以通過測量設備的真實功率，或“近似功率”獲得，這種測量必須考慮信號的波形和相位。分析真實功率的方法之一是使用兩台同步的PXI-4071 FlexDMM設備，每台都具有采集電壓和電流波形速率高達1.8Ms/s的能力，並提供標準DMM的讀數方式。

圖1是兩台FlexDMM測ce量liang的de電dian壓ya和he電dian流liu波bo形xing圖tu，這zhe個ge結jie果guo是shi按an時shi間jian均jun分fen的de對dui真zhen實shi功gong率lv的de測ce量liang。一yi台tai設she備bei測ce量liang加jia到dao交jiao流liu適shi配pei器qi上shang的de電dian壓ya
，另ling一yi台tai則ze串chuan聯lian在zai交jiao流liu適shi配pei器qi上shang用yong於yu測ce量liang電dian流liu。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，被bei測ce適shi配pei器qi所suo消xiao耗hao的de真zhen實shi功gong率lv是shi1.89W，這好於其他設備，但非常明顯還沒有達到被稱為“一瓦倡議”的性能指標。
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精確進行工作狀態下的測量

當dang我wo們men考kao慮lv如ru何he測ce量liang被bei測ce設she備bei工gong作zuo狀zhuang態tai效xiao率lv的de時shi候hou，就jiu需xu要yao具ju有you同tong時shi測ce量liang真zhen實shi的de交jiao流liu輸shu入ru功gong率lv和he直zhi流liu輸shu出chu功gong率lv的de能neng力li。這zhe種zhong負fu載zai測ce試shi應ying該gai在zai不bu同tong輸shu出chu負fu載zai級ji別bie上shang分fen別bie進jin行xing。

通(tong)常(chang)，工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)可(ke)變(bian)電(dian)阻(zu)負(fu)載(zai)來(lai)完(wan)成(cheng)這(zhe)樣(yang)的(de)測(ce)量(liang)。還(hai)有(you)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)

，它(ta)可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)靈(ling)活(huo)性(xing)，就(jiu)是(shi)在(zai)適(shi)配(pei)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)端(duan)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)源(yuan)測(ce)量(liang)單(dan)元(yuan)（SMU），SMU具有吸入四象限輸出電流的能力。
這種方法可以集成進采用型號為PXI-4130的功率SMU作為測量儀器的PXI係統中，並提供固定的負載電流。為了獲得功率值
，相同的SMUkeyiyongyuceliangzhiliudianyashuchuhedianliushuchu

，erqie，yekeyihezhenshigonglvceliangjinxingbijiaolaiquedingzaibutongfuzaijibiexiadezhuanhuanxiaolv。weilededaogengjiaxiangxidetexing
，gongchengshikeyizaiyidingfanweineisaomiaoSMU的吸入電流，如從空載到最大負載。
dangran，gonglvdesunhaobujinjinxianyujiaoliushipeiqi。xuduoshebeizaibuhuodongzhuangtaihuoguanbishidouyouloudianliu，bingxiaohaogonglv。weileceliangzhezhongqingkuangxiadegonglvxiaohao，gongchengshikeyishiyongyouliangtaiDMM和一台SMU組成的相同PXI測試係統
，如圖2所示，來測量設備在各種工作狀態下的功率消耗。

在這種方案中，輸入交流電源被斷開，PXI-4130 SMU用來給被測設備提供直流電源。工程師可以設置被測設備的工作條件為活動狀態、低功耗狀態和休眠狀態，並測量動態電流和漏電流
，分辨率低至納安級別。
對(dui)於(yu)更(geng)嚴(yan)格(ge)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)測(ce)量(liang)，有(you)些(xie)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)內(nei)部(bu)獨(du)立(li)電(dian)路(lu)的(de)使(shi)能(neng)設(she)置(zhi)進(jin)入(ru)到(dao)各(ge)種(zhong)休(xiu)眠(mian)狀(zhuang)態(tai)。通(tong)過(guo)持(chi)續(xu)監(jian)視(shi)這(zhe)些(xie)被(bei)使(shi)能(neng)單(dan)元(yuan)所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)電(dian)流(liu)，就(jiu)有(you)可(ke)能(neng)分(fen)析(xi)是(shi)否(fou)某(mou)一(yi)個(ge)單(dan)元(yuan)有(you)缺(que)陷(xian)，並(bing)因(yin)此(ci)獲(huo)得(de)該(gai)設(she)備(bei)更(geng)詳(xiang)細(xi)的(de)性(xing)能(neng)分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)。此(ci)外(wai)，PXI SMU也可以給被測設備提供電源和測量該設備消耗的電流

，附帶的數字接口模塊可以用來配置儀器進入到合適的工作狀態。

基於PXI的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)具(ju)有(you)提(ti)供(gong)易(yi)於(yu)同(tong)步(bu)多(duo)個(ge)高(gao)壓(ya)波(bo)形(xing)采(cai)集(ji)模(mo)塊(kuai)的(de)能(neng)力(li)

，同(tong)時(shi)，通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)各(ge)種(zhong)標(biao)準(zhun)模(mo)塊(kuai)儀(yi)器(qi)到(dao)係(xi)統(tong)中(zhong)
，又(you)能(neng)滿(man)足(zu)其(qi)他(ta)測(ce)試(shi)需(xu)求(qiu)。例(li)如(ru)
，通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)SMU，就可以測量變壓器效率與負載關係，以及設備在不同工作狀態下的功率消耗。這套係統也可以用於評估移動設備的音頻、視頻
，或射頻功率，用來確定在不同使用模式下功率消耗與設備性能之間的關係。由於工程師可以從一個獨立的PXI控製器來控製係統中的所有儀器，所以他們就可以進行自動測量和分析
，並以統一的編程環境

，如LabVIEW
，來顯示結果。