Яка різниця між мультиметром із RMS та рівним із True RMS?

Шукаю мультиметри. Я лише початківець в галузі електроніки, але хочу придбати той, який буде мені достатньо на деякий час. Я знайшов мультиметр, який вимірює True RMS, і ще один, який знає те саме, але без TRMS. (обидва зроблені HoldPeak, якщо хтось дбає.)

Менша форма останньої буде зручнішою і коштує 2/3 ціни TRMS, тому я прошу вашої поради, досвідчені фахівці з електроніки:

У яких випадках і наскільки має значення True RMS? Чим відрізняється RMS від True RMS?

Відповідь на це - суцільне "це залежить". Більш конкретно, це залежить від того, до якого сигналу ви збираєтесь застосувати лічильник.

Якщо кожен сигнал змінного струму, яким ви хочете виміряти значення RMS, є чистою синусоїдою, то вам не потрібен справжній вимірювач RMS. Якщо ви хочете виміряти значення RMS квадратної хвилі, вихід напівхвильового випрямляча чи щось ще складніше, то справжній вимірювач RMS буде вигідним. Приклад того, де це може бути актуальним, якщо ви намагаєтеся обчислити розсіювання потужності резистивного навантаження в системі живлення змінного струму, де електромережа пройшла якусь обробку, або, можливо, якщо вона керується сигналом ШІМ.

Незважаючи на те, що навантаження маркетингу, веб - сайт компанії Fluke має гарну статтю з цього питання тут . Один з приємних цифр, який він дає, - це те, що для квадратної хвилі неістинний вимірювальний пристрій RMS буде зчитувати висоту 10% під час вимірювання значення RMS квадратної хвилі (і це буде змінюватися залежно від ширини імпульсу для ШІМ-сигналу).

До речі, Дейв Джонс на EEVBlog кілька років тому здійснив перестрілку в 50 мультиметрів на 50 доларів . Трохи застаріла, але все ж корисна з міркувань вибору конкретного лічильника без тРМС, а потім мультиметрова перестрілка в 100 доларів, яка охоплює метри TRMS.

Існує ряд різних типів вимірювання змінного струму (пік-пік, RMS тощо), і вони, як правило, дають різні значення для будь-якого сигналу. У багатьох випадках, якщо у людини є вимірювання відомого типу, а також відомо форма форми хвилі та зміщення постійного струму (якщо такі є), можна буде обчислити, якими були б інші вимірювання (наприклад, для синусоїдального сигналу з нульове зміщення, пікова напруга буде приблизно в 1,414 разів перевищує напругу RMS), але число само по собі, без інформації про те, який тип вимірювання воно представляє, може бути безглуздим.

Для багатьох цілей синусоїдальні форми хвиль повідомляються як напруга RMS (наприклад, напруга 120 В або 240 В, номінально матиме 120 В RMS або 240 В RMS), але дешеві лічильники часто вимірюють напругу змінного струму за допомогою інших засобів, а потім масштабують результат у будь-яка мода була б доречною для синусоїдального сигналу з нульовим зміщенням.

Якщо вимірювати синусоїдальний сигнал з нульовим зміщенням, такий лічильник спрацює чудово. В інших випадках такий лічильник може все-таки бути корисним (а насправді іноді може бути кращим, ніж лічильник справжньої RMS), якщо хтось знає, як обчислюються його вимірювання, і може зрозуміти з того, що хоче знати про сигнал (наприклад, якщо один має лічильник, який, як відомо, вимірює пікову напругу і масштабує його на 70,7%, і хочеться знати пікову напругу неправильного сигналу, можна було б скористатися таким лічильником, помноживши його відображений результат на 1,414, тоді як вимірювач RMS може бути майже марним).

Основна перевага справжнього лічильника RMS полягає в тому, що він вимірює неправильні форми хвиль відомим способом, за умови документально підтверджених частотних обмежень. Інші види лічильників можуть проводити вимірювання способами, які були б іноді більш корисними, а іноді менш корисними, але якщо вимірювальний прилад не документує фактичні використовувані методи вимірювання, вони, можливо, зовсім не корисні.

Недорогий мультиметр вимірює середнє значення напруги змінного струму, що випрямляється у повному хвилі, і змінює показання вгору на коефіцієнт:

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

щоб відповідати значення RMS чистої синусоїди.

Це означає, що зчитування буде значно помилковим, якщо ви хочете, щоб RMS (значення нагріву) чимось нагадував імпульс циклу низького режиму (великий коефіцієнт гребеня). Середнє значення також не відображатиметься (безпосередньо), але ви можете розділити його на 1.111.

Схеми, які виконують обчислення "справжньої RMS", мають максимальну пропускну здатність та динамічний діапазон, але в межах цього діапазону вони можуть робити нормально, скажімо, для таких речей, як вимірювання напруги RMS від фазового димера. Вони, як правило, коштують дорожче і мають більше помилок, ніж прості схеми усереднення.

Якщо ви виконуєте електромережу, слід врахувати справжній вимірювальний пристрій, який також відповідає безпеці . Для більшості електроніки робота справді не потрібна, і якщо вам потрібно заглянути глибше, вам слід заощадити гроші та отримати хороший осцилограф, який розповість вам набагато більше.

Дешевші мультиметри виходять із зазначенням RMS, вимірюючи пікове напругу чистого синусоїдального входу, а потім помножуючи його на 0,707 і показуючи результат.

Для чистого синусоїдального введення змінного струму без спотворень, це добре, але для інших форм сигналу це не так.

Причина цього не полягає в тому, що значення RMS форми хвилі дорівнює величині сигналу постійного струму, що може викликати еквівалентний нагрівання навантаження.

Вимірювання проводиться шляхом вибірки значення вхідного сигналу багато разів протягом одного циклу, відбираючи кожне з цих значень, додаючи їх, потім беручи квадратний корінь їх суми та показуючи його.

Отже, додаткові гроші, які ви платите за справжній інструмент RMS, - це додатковий кремній, необхідний для додаткової роботи, (другорядний) мікропрограмне забезпечення, необхідне для його роботи, (незначне) та зручність, що надається, щоб вам не довелося підготуйте, щоб все зрозуміти самостійно. (мажор)

Чим відрізняється RMS від True RMS?

Ми використовуємо RMS для вимірювання напруг і струмів, оскільки для резистивних навантажень це стосується безпосередньо середньої потужності.

На жаль, дуже складно побудувати мікросхеми, щоб точно квадратикувати та утворити корінь сингалу.

Тож дизайнери мультиметрів обдурили. Вони вимірювали деяку властивість сигналу, яку легше виміряти (часто "середня величина"). Потім вони застосували масштабний коефіцієнт для перетворення читання в RMS. Цей коефіцієнт масштабу дозволяє припустити, що форма вхідної хвилі є синусоїдою.

Зовсім недавно з'явилися "справжні лічильники RMS". Вони працюють шляхом вибірки сигналу, а потім обчислення RMS в програмному забезпеченні (де точне квадратування та укорінення квадратів є більш можливим).

Зауважте, що навіть лічильник "True RMS" матиме обмеження пропускної здатності. Тож для високочастотних вхідних сигналів його зчитування може насправді не бути точним значенням RMS. Так само майже всі лічильники (справжні RMS чи ні) блокують постійний струм у своїх діапазонах вимірювань змінного струму, тому вимірюване значення буде лише складовою частиною змінного струму загальної RMS.

У яких випадках і наскільки має значення True RMS?

Моє відчуття менше, ніж виявляють маркетологи. Вони корисні, якщо ви хочете точно зчитувати напругу / струм RMS для сигналу, що має досить низьку частоту (але не настільки низький, що потрапляє у фільтр блокування постійного струму) і не очікується, що це буде синусоїда.

Але якщо чесно, то в більшості випадків в електроніці я знаходжу мультиметр, який використовується для вимірювання напруги та опору постійного струму. Якщо сигнал є змінного струму, я хочу знати, що це не тільки напруга RMS, але це хвильова форма, в якій момент жоден мультиметр не використовує багато.

Іноді мультиметр звикає до електромережі, але зазвичай вимірювання сирого напруги достатньо.