智能插座測(cè)評(píng)（二）——電性能評(píng)測(cè)篇

 2016年3月“阿法狗”在萬(wàn)人矚目下戰(zhàn)勝了韓國(guó)圍棋冠軍李世石，當(dāng)世人在擔(dān)憂人工智能的威脅時(shí)，不得不承認(rèn)的是智能時(shí)代的到來(lái)。雖然在我們的日常生活中還沒(méi)出現(xiàn)“阿法狗”那樣的高智商產(chǎn)品，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，各種智能家居的新型產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，智能插座就是其中一款影響著大家生活的產(chǎn)品。智能插座是通過(guò)智能手機(jī)的客戶端來(lái)進(jìn)行功能操作的插座，目前我們可以從市面上很多廠家的宣傳里面看到智能插座的多樣功能、便捷控制。但是，作為一個(gè)插座，有關(guān)電性能方面的評(píng)價(jià)也至關(guān)重要。

作為家用型智能插座，我們都比較關(guān)注它的安全性、可靠性和節(jié)能性。關(guān)于節(jié)能方面的評(píng)測(cè)，在《艾德克斯測(cè)評(píng)某品牌智能插座 ——待機(jī)功耗篇》一問(wèn)中已做詳盡闡述。今天，我們就來(lái)研究一下智能插座電性能方面的安全性和可靠性。

智能插座的電性能評(píng)測(cè)需要用到專業(yè)的電子儀器測(cè)量裝備，這里我們選用艾德克斯的IT8615交流電子負(fù)載模擬不同的家用電器工作狀態(tài)，IT7326交流電源模擬市電供應(yīng)。

圖1 IT8615交流負(fù)載+IT9121功率計(jì) 圖2 IT7326交流電源

一、客戶端的參數(shù)計(jì)量 

智能插座相較于普通插座最大的優(yōu)勢(shì)自然是當(dāng)你無(wú)論身處何處都可以通過(guò)手機(jī)客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程的開(kāi)關(guān)控制及電量參數(shù)的查看。例如當(dāng)你的家用電器以2.95A進(jìn)行工作時(shí)，智能插座可將用電數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，方便用戶隨時(shí)查看。那么事實(shí)上，我們的智能插座真能準(zhǔn)確、真實(shí)的記錄這些數(shù)據(jù)嗎?下面我們就來(lái)實(shí)際驗(yàn)證一下，首先使用艾德克斯IT8615交流負(fù)載模擬一個(gè)家用電器的正常工作，電流設(shè)置2.95A，通過(guò)智能插座與實(shí)際電網(wǎng)相連。通過(guò)IT8615的負(fù)載截屏功能保存實(shí)時(shí)的電量參數(shù)，從而與智能插座客戶端數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。 

圖3 負(fù)載端的參數(shù)與客戶端參數(shù)

通過(guò)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)兩邊的電壓和電流基本上差不多，客戶端在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)上大體上能夠反應(yīng)出家用電器的用電情況，但同樣也存在著采樣不夠精確，數(shù)據(jù)有略微的偏差。當(dāng)然，我們國(guó)家的物聯(lián)網(wǎng)正處于起步階段，隨著科技的不斷進(jìn)步，相信智能插座在數(shù)據(jù)的采樣、上傳和統(tǒng)計(jì)上會(huì)更加精確。

二、電網(wǎng)頻率波動(dòng)測(cè)試

我們?nèi)粘Ｉ钪?，智能插座基本上是直接連接市電與家用電器。在我國(guó)由于電網(wǎng)經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)行，從而導(dǎo)致電網(wǎng)頻率的波動(dòng)，頻率變化過(guò)大會(huì)影響對(duì)頻率敏感的電器正常使用，甚至直接導(dǎo)致關(guān)機(jī)。按照國(guó)標(biāo)頻率波動(dòng)等級(jí)規(guī)定可分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，最大波動(dòng)≤±1Hz。

圖4 模擬市電頻率49Hz~51Hz 

艾德克斯IT7326交流電源具有頻率可調(diào)的功能，頻率調(diào)節(jié)范圍為45-500Hz,可模擬市電的頻率波動(dòng)。如圖4，分別設(shè)定電源的輸出頻率為49Hz和51Hz。經(jīng)測(cè)試，待測(cè)智能插座在該頻率波動(dòng)范圍內(nèi)能夠正常使用。值得一提的是， IT7326除了可以調(diào)節(jié)不同的頻率之外還可以模擬電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，用于測(cè)試智能插座的抗干擾測(cè)試。

三、抗大電流測(cè)試

家用電器在正常工作時(shí)都有一個(gè)額定的工作電流，但是在啟動(dòng)瞬間往往會(huì)產(chǎn)生很大的瞬間電流。以一個(gè)家用1.5匹的空調(diào)為例，其正常運(yùn)行電流在6A，啟動(dòng)電流則為6～7倍，即最大42A。對(duì)于智能插座來(lái)說(shuō)，內(nèi)部的元器件是否能夠承受如此之大的電流呢?我們需要模擬出比實(shí)際工作電流大出幾倍的電流來(lái)驗(yàn)證。IT8615交流電子負(fù)載具有CF(峰值因素)可調(diào)的功能，可調(diào)范圍為1.414~5。按照待測(cè)智能插座最大的額定電流8A進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)把CF設(shè)為5時(shí)，最大的峰值電流Ipeak可達(dá)到40A，在IT8615的波形顯示功能里面我們可以清晰的看到電流的峰值變化。除此之外，配合著PF(功率因素)在0~1范圍內(nèi)調(diào)節(jié)可模擬不同負(fù)載的實(shí)際工況。 

圖5 模擬瞬間大電流的波形及參數(shù)

當(dāng)電流周期性的變化時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)智能插座仍能正常使用，說(shuō)明當(dāng)家用電器在啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生浪涌電流時(shí)，不會(huì)對(duì)此款智能插座產(chǎn)生影響，插座能夠正常工作，保證了電器的正常使用。

四、過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)測(cè)試

現(xiàn)如今，我們的家庭用電器件原來(lái)越多，尤其是一些大功率的，方便了我們的生活同時(shí)，也給我們的用電安全帶來(lái)一定的隱患。目前，當(dāng)出現(xiàn)電流過(guò)大，或者短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，基本上是通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行全面保護(hù)。智能插座作為一個(gè)控制型的器件，當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí)也同樣具備斷路保護(hù)作用，接下來(lái)就來(lái)驗(yàn)證待測(cè)智能插座的過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)。

通過(guò)艾德克斯的交流電源IT7326、交流電子負(fù)載IT8615以及功率計(jì)IT9121(含治具IT185)等機(jī)器構(gòu)建了智能插座的過(guò)電流點(diǎn)測(cè)試平臺(tái)，如圖6所示。 

圖6 過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)測(cè)試平臺(tái)

把交流電源設(shè)置220V的市電電壓，通過(guò)智能插座接入交流負(fù)載，調(diào)節(jié)脈動(dòng)旋鈕改變交流電子負(fù)載的拉載電流。智能插座的額定電流為8A，以0.01A的步進(jìn)值進(jìn)行升高拉載電流，直至智能插座達(dá)到過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)。 

圖7 過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)截圖

由于IT8615交流電子負(fù)載的電流解析度為0.001A，所以當(dāng)隨著電流不斷加大，智能插座完成過(guò)電流保護(hù)時(shí)，我們可以清晰的看到過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)為10.791A。

通過(guò)以上的測(cè)試我們可以看出此款智能插座雖然有一點(diǎn)點(diǎn)小瑕疵，但基本上還是能夠滿足相關(guān)電性能的要求。如今，多家公司已提出“智能家庭”的理念，人們更多的把目光從傳統(tǒng)的生活方式轉(zhuǎn)向新興智能生態(tài)領(lǐng)域。以后除了智能插座，還會(huì)圍繞人們的衣、食、住、行推出更多的智能產(chǎn)品，作為專業(yè)的電子測(cè)量?jī)x器廠家——艾德克斯擁有先進(jìn)的測(cè)試儀器，將隨著智能家居的發(fā)展還將會(huì)推出更多的產(chǎn)品測(cè)試方案，為物聯(lián)網(wǎng)的興起與發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。