Comment fonctionne la mesure AC multimètre?
On février 18, 2021 by adminComment un multimètre numérique mesure-t-il la tension alternative? Je suppose que la tension alternative est redressée et filtrée en une tension continue qui est ensuite mesurée, donnant la tension de crête du signal alternatif. Ai-je raison?
Une question de suivi: je me souviens avoir lu quelque part que les multimètres ne peuvent pas très bien donner des mesures précises de tension alternative si le signal nest pas une sinusoïde mais une onde carrée par exemple. Est-ce vrai? Si oui, pourquoi? Si la mesure du courant alternatif fonctionne par rectification en courant continu comme je suppose, ne devraient-ils pas mesurer dautres types de formes donde aussi bien?
Commentaires
- Voir si ma réponse à Valeur moyenne du courant ou de la tension aide.
- Avant le numérique, le D ' Le mouvement du compteur Arsonval ferait effectivement la moyenne des oscillations de tension redressées. Les multimètres numériques bon marché rectifient probablement également lentrée et tentent de trouver la valeur de crête à partir de laquelle ils peuvent calculer la même chose de manière numérique. Pour une onde sinusoïdale uniquement, \ $ \ overline {V} = \ frac {1} {\ pi} \ int_0 ^ {\ pi} \, V_ \ text {PK} \ operatorname {sin} \ left (\ theta \ right) \, \ text {d} \ theta = \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {PK} \ approx 0,637 \ cdot V_ \ text {PK} \ $. Dautres formes donde auraient des résultats différents de cette intégrale et donc de tels compteurs auraient diverses erreurs intrinsèques dans leur mesure.
Réponse
Premièrement, je « noterai une hypothèse erronée: les compteurs AC naffiche pas la tension de crête mais plutôt la tension RMS. Cest une sorte de tension « moyenne » qui fait que tous les calculs fonctionnent correctement.
Maintenant, pour répondre à la question:
Il existe deux méthodes principales pour faire des mesures de courant alternatif: le Le moyen bon marché, et le moyen précis.
Le moyen bon marché est en effet ce que vous soupçonnez: rectifiez-le et mesurez les pics, puis divisez par √2 pour obtenir le RMS. Cela ne fonctionne que pour les sinusoïdes, car le facteur de √2 supposait implicitement un signal sinusoïdal.
La méthode précise utilise ce quon appelle un « vrai convertisseur RMS », qui est un circuit (analogique dans lancien vrai RMS mètres, probablement numériques dans les modernes mais ne me citez pas là-dessus) qui calcule en fait la tension RMS avec des techniques de traitement de signal appropriées.
Commentaires
- Si mon multimètre utilise la méthode bon marché, puis-je mesurer les tensions de crête des non-sinusoïdes en multipliant simplement la lecture de sortie du MM par la racine carrée de 2?
- @ S.Rotos Oui, et non. Vous devrez multiplier par un facteur de correction qui dépend du type spécifique de forme donde non sinusoïdale que vous mesurez. \ $ \ sqrt {2} \ $ est le facteur qui lie le pic dune sinusoïde au RMS dune sinusoïde. Vous avez besoin dautres facteurs si vous voulez lier le RMS dune sinusoïde au pic dune non-sinusoïde.
- Cela ' nest pas \ $ \ frac { 1} {\ sqrt {2}} V_ \ text {peak} \ $ mais à la place \ $ \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {peak} \ $ pour calculer la moyenne des compteurs qui supposent une sinusoïde rectifiée.
- @jonk Je suis peut-être fatigué, mais nest pas ' t \ $ V_ {rms} = \ frac {V_ {pk}} {\ sqrt {2}} \ $?
- @Hearth Je pense que vous avez besoin de plus de sommeil.
Réponse
Pas cher Les compteurs mesurent la valeur redressée moyenne, puis augmentent la lecture (modifiez létalonnage – gain par rapport à la tension de référence ADC – afin quelle soit supérieure à la tension mesurée réelle) de ~ + 11,1% pour lire correctement RMS pour une onde sinusoïdale pure. Ils lisent la valeur RMS incorrecte de toute forme donde autre quune onde sinusoïdale (généralement, ils sont également couplés en courant alternatif, de sorte que toute composante CC est ignorée). Une onde carrée aurait tendance à être affichée trop haut car la moyenne est égale au RMS.
Pour une onde sinusoïdale de tension de crête Vp:
La moyenne sur un demi-cycle est de 2Vp / \ $ \ pi \ $ = 0,6366 Vp
Le RMS est Vp / \ $ \ sqrt {2} \ $ = 0,707107 Vps
Le rapport est \ $ \ pi \ over 2 \ sqrt {2} \ $ \ $ \ approx \ $ 1.11072
Des compteurs plus chers tentent de mesurer la valeur RMS (la racine carrée de la moyenne de la tension au carré). Généralement, cela est fait avec une puce analogique et il ne gérera quune certaine plage de facteur de crête (rapport du pic à RMS) et de la bande passante sans perdre beaucoup de précision.
Commentaires
- Pourriez-vous clarifier " jimmy " pour nos lecteurs? Je ' Je viens du Midwest des États-Unis et je savais ce que vous vouliez dire, mais cela ressemble à un langage familier.
- @ElliotAlderson Terminé. Jessaie de gérer ces expressions familières. 8 -)
Réponse
Si la mesure AC fonctionne par rectification en DC comme I supposons, ne devraient-ils pas mesurer aussi bien dautres types de formes donde?
Que la mesure soit basée sur la valeur de crête ou le niveau moyen de la forme donde redressée, vous supprimez les informations dans ces processus. La valeur RMS est liée à la puissance, elle dépend donc de la valeur au carré de la tension à chaque instant. Cette mise au carré peut être effectuée numériquement ou avec des circuits analogiques, et doit être moyennée ultérieurement.
Également important: lorsque vous choisissez «AC» uniquement, le multimètre supprime toute composante CC du signal avant rectification. Ce nest qualors quil prend la valeur maximale ou moyenne sil ne sagit pas dun appareil True-RMS.
Pensez à ce qui se passera avec une onde carrée et notez que vous devez savoir comment votre appareil fonctionne pour convertir la valeur de non signaux sinusoïdaux.
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