美国BIRD功率传感器核心技术参数

一、通用核心参数（所有类型功率传感器均适用）

1. 测量范围（量程）

• 定义：传感器能准确测量的最小至功率值，分为 “标称量程" 和 “有效量程"（有效量程内精度达标）。

• 关键指标：

• 功率单位：常用 W（瓦）、mW（毫瓦）、kW（千瓦），射频场景还会用 dBm（1mW=0dBm）。

• 量程跨度：如工业功率传感器可能是 0.1W–10kW，射频传感器可能是 -60dBm–+20dBm（约 1nW–100mW）。

• 选型要点：需覆盖被测设备的 “额定功率 + 峰值功率"，避免过载损坏或小功率测量不准（如测 100mW 信号，选 - 30dBm–+20dBm 量程比 0–1W 更精准）。

2. 精度（测量误差）

• 定义：测量值与真实值的偏差，是核心性能指标，通常以 “±% 读数 +±% 满量程" 或固定数值表示。

• 关键指标：

• 典型精度：工业传感器 ±0.5%–±2% FS（满量程），射频高精度传感器 ±0.2%–±1% 读数。

• 校准精度：部分型号会标注 “校准点精度 ±0.5%"，非校准点精度略有下降。

• 选型要点：计量级测试选 “±% 读数" 型（随测量值变化，小功率也精准），工业监控选 “±% FS" 型（成本更低，满足一般需求）。

3. 响应时间

• 定义：传感器检测到功率变化后，输出稳定信号的时间，分为 “上升时间" 和 “响应延迟"。

• 关键指标：工业场景通常 10ms–1s，射频脉冲测量需 μs（微秒）级（如 1μs，可捕捉窄脉冲信号）。

• 选型要点：动态功率变化快的场景（如脉冲射频、工业电机启停），需选响应时间≤1ms 的型号；静态场景（如恒功率加热）可放宽至 1s。

4. 输出信号类型

• 定义：传感器将功率信号转换为电信号的输出形式，决定与采集设备 / PLC 的兼容性。

• 常见类型：

• 模拟量：4–20mA（工业主流，抗干扰强）、0–10V（适合短距离传输）。

• 数字量：RS485（Modbus-RTU）、USB、Ethernet、SPI/I2C（射频传感器常用，支持数据上传与远程控制）。

• 选型要点：工业自动化系统优先选 4–20mA+RS485；实验室测试选 USB/Ethernet，支持电脑直接读取数据。

5. 工作电源

• 定义：传感器正常工作所需的供电电压与功率。

• 常见规格：

• BIRD功率传感器

• 工业型：24V DC（适配 PLC 电源，功耗 < 1W）。

• 射频型：USB 供电（5V DC） 或 外接电源（12V DC），功耗 < 5W。

• 选型要点：现场无外接电源时，优先选 USB 供电或电池供电型号；工业现场需选宽电压输入（如 18–36V DC），适配电压波动。

二、射频 / 微波功率传感器专用参数（如 BIRD 等品牌核心指标）

1. 频率范围

• 定义：传感器能准确测量的射频信号频率区间，是射频传感器的 “核心门槛"。

• 关键指标：

• 低频段：250kHz–100MHz（工业射频加热、广播）。

• 中高频段：100MHz–6GHz（通信、雷达、通用射频测试）。

• 毫米波段：6GHz–75GHz（5G、卫星通信、半导体测试）。

• 选型要点：必须与被测信号频率匹配（如测 2.4GHz Wi-Fi 信号，选 2.4GHz±10% 频率范围的型号），超出频率范围会导致精度急剧下降。

2. 定向性（仅定向功率传感器）

• 定义：传感器区分 “入射功率"（正向传输）和 “反射功率"（反向反射）的能力，用 **dB（分贝）** 表示。

• 关键指标：典型值 ≥20dB，型号 ≥28dB（数值越高，区分入射 / 反射功率的能力越强）。

• 选型要点：射频系统匹配性测试（如天线、射频放大器）必须选定向功率传感器，定向性≥25dB 可满足高精度测试需求。

3. 插入损耗

• 定义：传感器接入被测系统后，对信号功率的衰减程度，用dB表示。

• 关键指标：工业 / 射频传感器通常 <0.1dB，型号 <0.05dB（衰减越小，对被测系统的影响越小）。

• 选型要点：低功率信号测量（如 < 1mW）需选插入损耗≤0.05dB 的型号，避免传感器衰减导致信号无法检测。

4. 驻波比（SWR）

• 定义：传感器输入端口的阻抗匹配程度，驻波比越小，阻抗匹配越好，信号反射越小。

• 关键指标：典型值 ≤1.10，型号 ≤1.05（理想值为 1，无反射）。

• 选型要点：射频系统阻抗通常为 50Ω，传感器驻波比≤1.10 可保证信号传输稳定，避免反射影响测量精度和系统正常工作。

5. 脉冲测量能力（仅脉冲功率传感器）

• 定义：对脉冲射频信号的测量能力，核心指标包括 “脉冲宽度"“占空比"“峰值功率"。

• 关键指标：

• 脉冲宽度：最小可测 10ns（纳秒） 窄脉冲。

• 占空比：支持 0.1%–100%（覆盖连续波 CW 和窄脉冲场景）。

• 峰值功率：可测脉冲峰值功率达 10kW 以上。

• 选型要点：半导体等离子体、雷达等脉冲射频场景，需明确脉冲宽度和峰值功率，避免传感器无法捕捉脉冲信号。

6. 校准方式与周期

• 定义：传感器校准的方法（自校准 / 外部校准）和校准间隔时间。

• 关键指标：

• 校准周期：工业传感器 1 年，射频高精度传感器 6 个月。

• 自校准：部分型号支持主机自动校准，无需拆回实验室。

• 选型要点：现场使用频繁的传感器，选支持自校准的型号，降低维护成本；计量级测试需定期送第三方机构校准（可追溯至 NIST）。

三、工业自动化场景（如泵 / 阀 / 电机配套）功率传感器补充参数

1. 输入方式

• 电流输入：直接串联在电路中（如 0–5A、0–100A），适合低功率设备。

• 互感器输入：通过电流互感器间接测量（如 5A/1A、100A/5A），适合高功率设备，安全隔离。

2. 隔离电压

• 定义：传感器输入与输出端之间的绝缘电压，决定使用安全性。

• 关键指标：工业场景通常 ≥2kV AC（1 分钟），防止高压漏电损坏采集设备。

3. 环境适应性

• 工作温度：工业现场需 -20℃–70℃（户外或高温车间需 -40℃–85℃）。

• 防护等级：IP65（防尘防水，适合户外或潮湿环境）。

• 抗干扰性：EMC 等级≥EN 61000-6-2（工业电磁干扰环境下稳定工作）。

四、技术参数选型速查表（按场景分类）