如何使用带有DI-4108的电流探头确定功耗

在本文中，我将向您展示如何使用 DATAQ 仪器型号 DI-4108-U、WinDaq 数据采集软件和 400 安培交流/直流电流探头（电子专业型号 697）显示和记录电流（安培）。我将使用当前信息来确定典型家用电器使用多少能源。

我之所以选择 DI-4108-U，是因为它是一种通用、现成的数据记录器，具有 ±200 mV 至 ±10V 满量程的可编程测量范围。根据您是否要进行其他测量或设备部署的位置，您可能需要选择其他设备（请参阅下面的兼容设备列表）。

在美国，交流电流通过绝缘电缆流入家用电气设备，绝缘电缆通常有三根电线穿过它们;热线，接地和中性线。

在此示例中，我将监视烤面包机烤箱在模拟烹饪周期中的当前消耗。由于电流以相反的方向流过地线和热线，如果我们要夹紧两根电线，我们将得到 0（零）安培的净电流读数。为了只夹住热线，我们已经打开了电源线以访问内部的电线（我们不建议在家中这样做）。

连接

我使用的是电子专业型号 697 AC/DC 电流钳。在 40A AC 设置下，输出为 10mV/A（也有 400A 范围）。电流钳有两根输出线（红色和黑色），我将连接到 DI-4108-U 上的模拟通道 1。

设置和缩放

连接后，将 WinDaq 配置为在通道 1 上显示当前。

将 DI-4108-U 连接到 PC 上的可用 USB 端口并运行 WinDaq 仪表板。选择 DI-4108-U 并启动 WinDaq 数据采集软件。

从“编辑”下拉菜单中选择“频道设置”。由于我们知道电流钳的最大输出为0.400V（40A范围内为10mV/Amp），因此我们将选择20 （±0.500V）的增益。这为我们在电流钳的满量程输出上提供了最佳分辨率。

接下来，缩放 WinDaq 以显示电流（安培）而不是伏特：

从“编辑”下拉菜单中选择“工程单位设置”。

由于电流钳位的输出在 40 安培时为 0.400V，因此上层电压输入 0.400，上电平 EU 输入 40。

对于较低级别（伏特和欧），输入 0。

在此示例中，我们将制作欧盟标签放大器。

优化波形显示，以匹配电流钳的满量程测量范围（40 安培）。从“缩放”下拉菜单中选择“限制”，然后输入“40”作为上限，输入“0”作为下限。

因为我正在使用 40A AC 设置来获取交流电流;我们将使用RMS 采集方法*来显示平均交流电流，而不是显示瞬时值。

从“编辑”下拉菜单中选择“首选项”，选择“最大采样率”并取消选中自动选项。

接下来，我将通过从“编辑”下拉菜单中选择“首选项”并选择“RMS 窗口大小”来选择 RMS 窗口大小。窗口大小是 WinDaq 用于计算 RMS 的样本的大小。我希望窗口大小包含波形的几个完整周期。由于我正在查看 60 Hz 信号，因此周期（完成一个周期所需的时间）为 16.67 毫秒。我将选择 0.1 秒（100 毫秒）的窗口大小，涵盖几乎六个完整的周期。

取消选中“自动”选项并选择 RMS 窗口大小后，从“通道设置”窗口（“编辑》》通道设置”）中选择 RMS 采集方法。

WinDaq 现在配置为显示 RMS 电流。

进行电流测量

现在我将插入百吉饼，选择烹饪设置并打开烤面包机烤箱的电源。

正如您在下面看到的，一旦通电，RMS 电流在大约 110 ms 内从 0 跳到大约 12 安培 RMS。

插入 120 VAC 插座并消耗大约 12 安培，我们发现烤面包机烤箱消耗 1，440 瓦（瓦特 = 伏特 x 安培）。

通过将功率（以瓦特为单位）乘以烤面包机烤箱使用的小时数来计算瓦时 （Wh）。

因此，如果我们每天使用烤面包机烤箱两个小时，我们将消耗 2，880 Wh。

结论

使用简单、廉价的电流钳和现成的 DATAQ Instruments 数据记录仪和 WinDaq 数据采集软件，您可以轻松监控和记录当前数据。然后，采集的电流数据可用于获取其他重要信息，例如功耗。

审核编辑：郭婷