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產品應用・用途

Application

【DATA LOGGER】高精度功率、溫度同時測量創新熱管理解決方案。

背景

以目前產業的開發需求，同時高精度測量功率與溫度的需求日漸提升。舉例來說，電動車的電池開發中，延長電芯的壽命，提升能源效率與安全性是最受重視的項目。為了實現更加精細的熱管理測量，就需要正確監控充放電試驗中所有溫度變化與功率消耗的情況。在數據中心中也需要綜合評估消費電力與冷卻系統的效率，防止過熱與實現有效運用資源，是在開發階段不可缺少的測量。此外，在可再生能源系統的設計中，為了將發電效率最大化，需要同時監控溫度與功率的變化。綜上所述。在各式各樣的領域中，系統品質與信賴性的提升，功率與溫度同時測量是不可或缺的。

功率與溫度整合測量所帶來的優點

以過往的測量方法來說，若要測量溫度與功率，就需要使用一台功率計與一台溫度LOGGER共兩台測量儀器，並且要將各自的數據手動整合。
這種測量方式需要消耗時間與勞力，並且測量數據並沒有同步，若要準確的捕捉功率變動與溫度變化是非常困難的。再者，使用複數的儀器，會增加設備的成本，也需要設置的空間等等的缺點。
為了解決以上課題，HIOKI提供使用一台儀器同時、高精度測量功率與溫度的測量解決方案。透過本綜合測量，可以確保數據的一貫性；更加容易的進行數據分析，實現設備的簡化與成本削減。就結果來說，可以讓系統的品質與信賴性提高並能更加有效率的運用。

Examples of Traditional Power and Temperature Measurement

Simultaneous Measurement Solution for Power and Temperature

功率與溫度綜合測量解方：DATA LOGGER LR8101、LR8102

功率與溫度的即時同時測量

擴張性與通用性：3000ch 温度（熱電偶）、120ch 功率
高精度功率測量：AC/DC ± (0.02% reading + 0.05% of range)
高電壓測量：DC 1500 V 精度保證
高速取樣：數據更新數據間隔 5 ms
豐富的電流感測器：勾式與貫通型、最高可對應 AC/DC 2000 A

功率與溫度組合測量解方介紹

本段落將介紹，使用以同時測量功率與溫度的DATA LOGGER「LR8101」和「LR8102」的馬達變頻器的實測案例。
這次我們設定需要同時測量馬達變頻器裝置輸入輸出功率與負載電阻的溫度的測量條件。馬達變頻器會連接輕負載(RL)與重負載(RH)的負載電阻。操作負載切換開關，就會連接到所選擇的負載電阻迴路中，當電流流通就會因為電阻而發熱。這時，根據負載大小會增加變頻器的輸出功率。可以使用功率測量模組 M7103 測量變頻器的輸出輸入功率變化，再使用電壓・溫度測量模組 M7100測量馬達負載電阻的溫度變化。使用免費的軟體「Logger Utility」設定DATA LOGGER與取得數據。

Inverter motor measurement connection diagram

本應用案例在此割愛實驗過程，透過Logger Utility的波型演算功能，變頻器的效率損失、功率累算、損耗累算等等數據逕行數值化並顯示。透過查看功率與溫度的變化，可以監控效率損失的變化。
能源損耗與發熱有直接關係，故能源管理也是相當重要的測量要素之一。

Logger Utility可以同時測量功率與溫度的時間軸資料與數據。測得的時間軸資料，可以在Logger Utility 上自由地進行解析。並且，也可以簡單變更DATA LOGGER主機與模組的設定。

Logger Utility 所測的的數據，可以輸出CSV檔案。也可以選擇必需的項目，輸出CSV檔案並詳細解析。在本案例中，可以選擇馬達負載變動時，變頻器輸入輸出功率變化與馬達負載電阻溫度等測量項目，進行圖表化。透過增加馬達負載，變頻器輸入輸出的功率增加，隨之而來負載溫度上升的現象可以簡單地進行測量。

Dynamic changes in inverter input/output power and load resistance temperature

總結

本應用案例主要介紹同時、高精度測量功率與溫度需求的解決方案，並介紹DATA LOGGER LR8101、LR8102的活用方法。使用上述的DATA LOGGER主機並組合功率測量模組M7103與電壓・溫度模組M7100，可以高精度測量馬達變頻器輸入輸出功率與負載電阻溫度變化。過往的測量方法是，透過不同儀器進行測量，並需要手動進行數據整合。但透過本次的解決方案，不但能夠確保數據的一致性，並且容易分析，也可以減少儀器設置的工序。如此一來可以提升系統的品質與信賴性，能夠更加有效率的實現各種運用場景的功率提升。