D'altro canto, tutti i sensori attualmente in commercio introducono un errore di fase, che aumenta gradualmente nella gamma delle alte frequenze a causa dei ritardi nei moduli elettronici. Questo effetto è ulteriormente accentuato dalle differenze di progettazione tra i vari modelli, che possono alterare l'entità di tale errore.
Una funzione di correzione dello sfasamento consente di compensare questo errore. Affinché la funzione di correzione dello sfasamento funzioni correttamente, sono necessari due elementi:
• un analizzatore di potenza che esegua i calcoli corretti con il suo software
• un sensore di corrente con uno sfasamento noto.
Per spiegare facilmente i calcoli nel software dell'analizzatore di potenza, è utile fare un paragone con la funzione di "deskew" o correzione di fase di un oscilloscopio. Se due segnali diversi vengono ricevuti sull'oscilloscopio in momenti diversi a causa delle latenze del circuito, la funzione di "deskew" consente di allineare questi segnali, compensando così la loro latenza con un valore di tempo fisso.
In realtà, l'inserimento di un valore di correzione dello sfasamento in un analizzatore di potenza come l'HIOKI PW6001 ha lo stesso effetto, poiché uno sfasamento consiste essenzialmente in un ritardo tra corrente e tensione. Ad esempio, questa figura mostra come appare un ritardo per un sensore di corrente della serie HIOKI CT68. Il tempo di ritardo è mostrato in nanosecondi in funzione della frequenza:
Figura 1: Ritardo temporale del sensore HIOKI CT68
Un ritardo di 100 ns a una frequenza di 100 Hz non ha lo stesso impatto di un ritardo di 100 ns a una
frequenza di 1 MHz. Ciò risulta evidente quando il suddetto ritardo temporale viene convertito in un valore di ritardo di fase espresso in gradi:
Figura 2: Ritardo di fase in funzione della frequenza
Naturalmente, questa semplice spiegazione presuppone che il ritardo temporale nel sensore di corrente sia sempre lo stesso, indipendentemente dalla frequenza. Questo è il caso dei sensori di corrente HIOKI, come la serie CT68, quindi, tornando alla funzione di allineamento, un singolo valore è sufficiente a compensare lo sfasamento del sensore.
Questa è una delle caratteristiche che contraddistinguono i sensori HIOKI, ma non può essere considerata una proprietà standard tra i sensori di corrente disponibili sul mercato. Ecco cosa può accadere se si utilizza un sensore di corrente convenzionale:
Figura 3: Confronto tra sensori convenzionali e un sensore HIOKI serie CT68.
Un sensore con un ritardo temporale che varia con la frequenza può complicare notevolmente la compensazione dello sfasamento in un analizzatore di potenza. Questo perché non è chiaro quale valore debba essere inserito come parametro di allineamento o "deskew".
Un altro aspetto che rende unici i sensori di corrente HIOKI è che il ritardo di fase è indipendente dalla posizione del conduttore all'interno del sensore durante la misurazione:
Figura 4: Ritardo di fase dei sensori HIOKI CT68 e posizione del cavo all'interno del sensore
Il motivo per cui sul grafico è visibile una sola linea è che le curve di ritardo di fase sono identiche per tutte e cinque le posizioni di misurazione. Tuttavia, questo non può essere considerato un attributo standard di tutti i sensori presenti sul mercato. In genere, la posizione del nucleo conduttivo all'interno del sensore di corrente influenza i valori, come mostrato nel grafico seguente:
Figura 5: Ritardo di fase tipico dei sensori e posizione del filo all'interno del sensore
Come potete vedere, la compensazione dello sfasamento non è possibile senza un analizzatore di potenza che supporti questa funzione. Tuttavia, è anche chiaro che la giusta combinazione di analizzatore di potenza e sensore di corrente è essenziale per una compensazione accurata dello sfasamento nelle misurazioni.
HIOKI è specializzata da molti anni nello sviluppo di sensori per la misurazione della potenza, quindi il fattore di ritardo è sempre stato un punto focale per gli ingegneri HIOKI. Al contrario, i sensori di altri produttori sono in genere progettati per la misurazione accurata della corrente continua, dove la caratteristica di ritardo è meno critica.
Pertanto, la combinazione di analizzatori di potenza HIOKI con sensori di corrente HIOKI è la soluzione ideale per un'ampia gamma di applicazioni di analisi della potenza, dalla corrente continua all'alta frequenza. Dopotutto, ci vogliono due persone per ballare il tango.
