——“采樣率到底設多高才夠？”

——“扭矩數據突然跳變怎么辦？”

——“實時功率計算延遲能不能做到1ms？”

上個月我們舉辦的CLTC工況下動態功率的測量方法網絡研討會直播現場，提問區異?；鸨?。我們把最容易踩坑的幾個問題拎出來，請HBK技術大神逐一拆解。今天這份“課程筆記”直接公開，帶你復盤那些現場沒來得及抄下來的答案。

網絡研討會回顧

HBK CLTC工況下動態功率的測量方法

9月17日 14:00-15:00

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Q：傳統測量方法和動態測量方法的差異

為了準確計算任何功率值，甚至只是準確的RMS值，我們需要識別周期，這在處理像電流電壓這樣的模擬量信號時可能很難做到。然而，eDrive先進的算法，它們可以被輕松檢測并顯示出來，實現動態功率得測量。

在所示的這個例子中，eDrive軟件已經檢測出了電流波形（紅色）中的所有周期，并以視覺驗證為目的，將檢測到的周期顯示出來（黑色方波）。

傳統功率測量方法使用鎖相環（PLL），在信號動態變化時會遇到很多問題，比如動態時周期變化導致的基于平均的結果計算錯誤。在我們的方法中，即使某個半周期存在微小誤差，下一個周期也會存在同等誤差（但符號相反），因此可以通過對多個周期取平均來獲得更準確的結果。

Q：測試過程中的測試延遲，有什么解決方式么？-采樣率不夠或者說是功率分析儀的更新率不夠，一般只有10ms更新一次數據。

采樣率的選擇是基于測量信號的基頻，通常在計算功率使用的基頻為交流電壓或電流的基頻。我們推薦的十倍關系指的是采樣率至少為基頻的10倍，考慮到PWM脈寬調制信號，通常頻率在20kHz，所以1M-2M的采樣率足夠了，市面上大部分的功率分析儀都能夠覆蓋。然而，測試延遲有幾種可能性：

1.物理量的測量和電氣量的測量不在同平臺

這會造成扭矩/轉速和電壓電流沒有在一個時間軸上計算。在查看對應工況時會有明顯的功率效率和預期對不上甚至大于1的情況出現。

2.數值反饋到上位機時出現延遲

通常我們通過以太網、CAN（2.0/FD）和EtherCAT通訊傳輸數據。為了避免此類問題發生延遲的問題，我們的計算值需要在設備（功率分析儀）上完成，而不是傳遞到電腦用CPU完成計算，舉例我們的eDrive系統，如下圖可以查看DSP芯片計算用的延遲為1ms。另外，以上提到的通訊方式也會造成延遲，目前快的方法是EtherCAT，eDrive不用考慮總線負荷可以保持在1ms的延遲。另外，CAN的傳輸搭配功分，HBK可以做到80ms以內的延遲，同樣的競品延遲在200ms或更高。

Q：如果遇到問題計算結果錯誤應該怎么辦?

通常計算結果出現問題大家都不希望要重復試驗，方便的解決方法是原始數據的回溯的功能。因為，上位機使用得到的電壓電流、扭矩轉速和功率效率均為計算后的記過，如果需要排查問題則需要計算前的原始數據，比如電壓電流的正弦波形或者扭矩轉速的脈沖信號。

另外，eDrive 軟件會計算“CycleMaster”通道的頻率，并生成一條新的頻率曲線，稱為 “Cycle_Check”。這條 Cycle_Check 曲線必須與轉速 n 的波形完全一致。

二者之間只應存在以下差異：

• 幅值比例不同
• 極對數換算
• 異步電機時的滑差（ASM）

若出現錯誤周期或漏檢周期，會在Cycle_Check上產生兩種明顯異常：

• 漏檢周期 → Cycle_Check 幅值減半
• 多檢周期 → Cycle_Check 幅值翻倍

這兩種情況都會表現為 Cycle_Check 曲線相對于正常轉速波形的向上或向下尖峰，一眼即可識別。這樣就能知道出現錯誤的工況并調整周期檢測設置。

Q：扭矩數據錯誤有什么建議嗎?

數據錯誤檢查的流程是傳感器→接線（傳感器到數采）→數采設置→計算問題。HBK的經驗：

1. 檢查接線是否被干擾，屏蔽是否和插頭的地相連。

2. 是否在上位機和功分都使用了頻率信號輸出，因為頻率信號比起模擬量信號不容易被干擾。

3. 扭矩計算時的閥門時（Measuring Time）有否選擇正確。

Q：動態功率的實時性怎么樣？

不需要擔心實時性，所有的實時計算均基于HBK板卡的DSP芯片。HBK在符合實時性要求。能在1ms內完成周期檢測并且基于周期完成計算。

Q：之前聊過高采樣率數采系統的存儲速率與存儲大小的問題

這是儲水和蓄水的問題。需要考慮兩個方面。

1. 數據通過總線輸出時的傳輸速度：

需要考慮功分輸出網口的能力，HBK提供常規的千兆網口和選配的10Gb網口，可以符合大容量傳輸的要求。另外，連接功分和上位機電腦的網線需要至少六類網線以符合傳輸速度的要求。最后就是接收端的網口需要匹配傳輸速率。通常，4個電壓和電流通道加1路扭矩和1路轉速在2M采樣率每個通道的設置下傳輸原始數據和計算后的數據要求100Mbits/s的傳輸速度。

2. 硬盤寫入的速度：

硬盤寫入的速度可以理解為蓄水的速度，我們推薦使用SSD儲存。如果使用eDrive的自帶SSD則傳輸速度的問題就不需要考慮了，因為直接設備上寫入數據量。

Q：T40B搭配這套測試系統 500Nm量程的讀數誤差是多少？

HBK數采的數據表中明確寫明了各頻率段下不同輸入類型數據的精度，這也是很少有廠家能做到的。扭矩傳感器的頻率輸入需要考慮的是輸出信號的頻率，對于常規60kHz的T40B系列我們在每秒1000個扭矩結果時的精度是在萬分級別的，如下圖。

官網：

<HBM應變片：應力測試測量優選>

<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>

<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>

<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>

<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>

<數據采集系統與設備>

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