Jaka jest różnica między multimetrem z RMS a multimetrem z True RMS?

Szukam multimetrów. Jestem dopiero początkującym w elektronice, ale chcę kupić taki, który będzie dla mnie wystarczająco dobry przez jakiś czas. Znalazłem multimetr, który mierzy True RMS, i inny, który zna to samo, ale bez TRMS. (oba wykonane przez HoldPeak, jeśli kogo to obchodzi.)

Mniejszy kształt tego ostatniego byłby wygodniejszy i kosztuje 2/3 ceny TRMS, więc proszę o twoją radę, doświadczeni eksperci elektroniczni:

W jakich przypadkach i na ile ważne jest True RMS? Jaka jest różnica między RMS a True RMS?

Odpowiedź na to pytanie jest solidna „to zależy”. Dokładniej, zależy to od rodzaju sygnałów, do których zamierzasz zastosować miernik.

Jeśli każdy sygnał prądu przemiennego, którego chcesz zmierzyć wartość RMS, jest czystą falą sinusoidalną, nie potrzebujesz prawdziwego miernika RMS. Jeśli jednak chcesz zmierzyć wartość RMS fali prostokątnej, moc wyjściową prostownika półfalowego lub coś bardziej złożonego, to prawdziwy miernik RMS będzie korzystny. Przykładem może być to, gdy próbujesz obliczyć rozproszenie mocy obciążenia rezystancyjnego w systemie zasilania prądem przemiennym, w którym sieć została poddana jakiejś obróbce, lub może jest napędzana sygnałem PWM.

Mimo że jest to obciążenie marketingu, strona internetowa firmy Fluke posiada dobry artykuł na ten temat tutaj . Jedną z ładnych liczb, jakie podaje, jest to, że dla fali prostokątnej, nieprawdziwy miernik RMS będzie odczytywał 10% wysokości podczas pomiaru wartości RMS fali prostokątnej (i będzie to różnić się w zależności od szerokości impulsu dla sygnału PWM).

Nawiasem mówiąc, Dave Jones z EEVBlog kilka lat temu strzelał z multimetru o wartości 50 USD . Nieco przestarzały, ale nadal przydatny z powodów wyboru konkretnego miernika bez tRMS, a następnie strzelaniny multimetrowej 100 USD obejmującej mierniki tRMS.

Istnieje wiele różnych rodzajów pomiaru napięcia prądu przemiennego (międzyszczytowe, RMS itp.) I generalnie dają one różne wartości dla każdego danego sygnału. W wielu przypadkach, jeśli ktoś ma pomiar znanego typu, a także zna kształt fali i przesunięcie prądu stałego (jeśli występuje), możliwe będzie obliczenie tego, co byłyby inne pomiary (np. Dla sygnału sinusoidalnego z zero przesunięcia, napięcie szczytowe będzie około 1,414 razy większe niż napięcie RMS), ale sama liczba, bez informacji o tym, jaki rodzaj pomiaru reprezentuje, może być bez znaczenia.

Dla wielu celów przebiegi sinusoidalne są zgłaszane jako napięcie RMS (na przykład główny zasilacz 120 V lub 240 V będzie nominalnie miał 120 V RMS lub 240 V RMS), ale tanie mierniki często mierzą napięcie AC za pomocą innych środków, a następnie skalują wynik w jakikolwiek sposób byłby odpowiedni dla sygnału sinusoidalnego z zerowym przesunięciem.

Jeśli ktoś mierzy sygnał sinusoidalny z zerowym przesunięciem, taki miernik będzie działał dobrze. W innych przypadkach taki miernik może być nadal użyteczny (a w rzeczywistości może być czasem lepszy niż miernik rzeczywistej wartości skutecznej), jeśli ktoś wie, w jaki sposób obliczane są jego pomiary, i może na podstawie tego dowiedzieć się, co chce wiedzieć o sygnale (np. jeden ma miernik, o którym wiadomo, że mierzy napięcie szczytowe i skaluje go o 70,7%, i chce znać napięcie szczytowe nieregularnego sygnału, można użyć takiego miernika, mnożąc jego wyświetlany wynik przez 1,414, podczas gdy miernik RMS może być prawie bezużyteczne).

Podstawową zaletą prawdziwego miernika RMS jest to, że będzie on mierzył nieregularne kształty fal w znany sposób, z zastrzeżeniem udokumentowanych ograniczeń częstotliwości. Inne rodzaje mierników mogą wykonywać pomiary w sposób, który byłby czasem bardziej przydatny, a czasem mniej przydatny, ale jeśli miernik nie udokumentuje rzeczywistych zastosowanych technik pomiarowych, mogą one wcale nie być przydatne.

Niedrogi multimetr mierzy średnią z prostowanego napięcia prądu przemiennego pełnej fali i przesuwa odczyt w górę o współczynnik:

$\frac{\pi}{\sqrt{8}} \approx 1.111$

aby dopasować wartość RMS czystej fali sinusoidalnej.

Oznacza to, że odczyt będzie znacznie błędny, jeśli chcesz RMS (wartość grzania) czegoś takiego jak impuls o niskim cyklu pracy (duży współczynnik szczytu). Średnia również nie będzie wyświetlana (bezpośrednio), ale można ją podzielić przez 1,111, aby ją uzyskać.

Obwody, które wykonują obliczenia „prawdziwej wartości skutecznej” mają maksymalne pasma i zakresy dynamiczne, ale w tym zakresie mogą sobie poradzić, na przykład do pomiaru napięcia RMS z ściemniacza sterowanego fazowo. Zwykle kosztują więcej i mają więcej błędów niż prosty obwód uśredniający.

Jeśli wykonujesz prace przy napięciu sieciowym, powinieneś wziąć pod uwagę prawdziwy miernik RMS, który ma również odpowiednią ocenę bezpieczeństwa . W przypadku większości elektroniki praca naprawdę nie jest wymagana, a jeśli chcesz zajrzeć głębiej, powinieneś zaoszczędzić pieniądze i uzyskać dobry oscyloskop, który powie ci znacznie więcej.

Tańsze multimetry radzą sobie ze specyfikacją wartości skutecznej poprzez pomiar szczytowego napięcia czystego sinusoidalnego wejścia, a następnie pomnożenie go przez 0,707 i wyświetlenie wyniku.

W przypadku czysto sinusoidalnego wejścia prądu przemiennego bez zniekształceń jest to w porządku, ale w przypadku innych przebiegów tak nie jest.

Nie jest tak dlatego, że wartość skuteczna kształtu fali jest równa wielkości sygnału prądu stałego, co spowodowałoby równoważne nagrzewanie się obciążenia.

Pomiar odbywa się poprzez próbkowanie wartości sygnału wejściowego wiele razy w ciągu jednego cyklu, podniesienie do kwadratu każdej z tych wartości, dodanie ich, a następnie pobranie pierwiastka kwadratowego z ich sumy i wyświetlenie.

Tak więc dodatkowe pieniądze, które płacisz za prawdziwy instrument RMS, to dodatkowy krzem potrzebny do wykonania dodatkowej pracy, (niewielkie) oprogramowanie wewnętrzne wymagane do wykonania tego wszystkiego, (niewielkie) i zapewniona wygoda, więc nie musisz przygotuj się, aby samemu to wszystko zrozumieć. (major)

Jaka jest różnica między RMS a True RMS?

Używamy RMS do pomiaru napięć i prądów, ponieważ w przypadku obciążeń rezystancyjnych odnosi się bezpośrednio do średniej mocy.

Niestety budowanie obwodów w celu dokładnego kwadratowania i pierwiastkowania z kwadratu singla jest bardzo trudne.

Więc projektanci multimetrów oszukiwali. Zmierzyli pewną właściwość sygnału, która jest łatwiejsza do zmierzenia (często „średnia wielkość”). Następnie zastosowali współczynnik skali, aby przekonwertować odczyt na RMS. Ten współczynnik skali zakłada, że ​​fala wejściowa jest falą sinusoidalną.

Niedawno pojawiły się mierniki „true RMS”. Działają poprzez próbkowanie sygnału, a następnie obliczanie wartości skutecznej (RMS) w oprogramowaniu (gdzie dokładniejsze kwadraty i rootowanie kwadratów są bardziej wykonalne).

Należy pamiętać, że nawet miernik „True RMS” będzie miał ograniczenia przepustowości. Dlatego w przypadku często odbieranych sygnałów wejściowych odczyt może nie być dokładną wartością skuteczną. Podobnie prawie wszystkie mierniki (prawdziwe RMS lub nie) będą blokować prąd stały w swoich zakresach pomiarowych prądu przemiennego, więc zmierzona wartość będzie tylko składową prądu przemiennego całkowitego RMS.

W jakich przypadkach i na ile ważne jest True RMS?

Moje odczucia są mniejsze, niż zauważają marketerzy. Są przydatne, jeśli chcesz dokładnego odczytu napięcia / prądu RMS dla sygnału, który ma dość niską częstotliwość (ale nie tak niską, że uderza w filtr blokujący napięcie stałe) i nie oczekuje się, że będzie falą sinusoidalną.

Ale szczerze mówiąc przez większość czasu w elektronice uważam, że multimetr przyzwyczaja się do pomiaru napięcia stałego i rezystancji. Jeśli sygnał jest prądem przemiennym, chcę wiedzieć nie tylko napięcie RMS, ale także kształt fali, w którym to punkcie multimetr nie jest zbyt użyteczny.

Czasami multimetr jest używany w sieci, ale tam zwykle wystarcza pomiar napięcia pierwotnego.