Hoe werkt multimeter AC-meting?
Geplaatst op februari 18, 2021 door adminHoe meet een digitale multimeter AC-spanning? Ik vermoed dat de wisselspanning wordt gelijkgericht en gefilterd in een gelijkspanning die vervolgens wordt gemeten, waardoor de piekspanning van het wisselsignaal wordt verkregen. Klopt dat?
Een vervolgvraag: ik herinner me dat ik ergens las dat multimeters niet zo goed nauwkeurige wisselspanningsmetingen kunnen geven als het signaal geen sinusoïde is, maar bijvoorbeeld een blokgolf. Is dit waar? Zo ja, waarom is dit? Als AC-meting werkt door rectificatie in DC, zoals ik aanneem, “zouden ze dan niet net zo goed andere soorten golfvormen meten?
Opmerkingen
- Kijk of mijn antwoord op Gemiddelde waarde van stroom of spanning helpt.
- Voordat digitaal, de D ' De beweging van de brandstichtingsmeter zou in feite het gemiddelde maken van de gelijkgerichte spanningsschommelingen. Goedkope digitale multimeters corrigeren waarschijnlijk ook de invoer en proberen de piekwaarde te vinden van waaruit ze op een digitale manier hetzelfde kunnen uitwerken. Alleen voor een sinusgolf, \ $ \ overline {V} = \ frac {1} {\ pi} \ int_0 ^ {\ pi} \, V_ \ text {PK} \ operatornaam {sin} \ left (\ theta \ right) \, \ text {d} \ theta = \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {PK} \ ca. 0,637 \ cdot V_ \ text {PK} \ $. Andere golfvormen zouden andere resultaten van die integraal hebben en daarom zouden dergelijke meters verschillende intrinsieke fouten hebben in hun meting.
Answer
Allereerst merk ik een verkeerde aanname op: AC-meters geef geen piekspanning weer, maar eerder RMS-spanning. Dit is een soort “gemiddelde” spanning die ervoor zorgt dat alle berekeningen kloppen.
Nu, om de vraag te beantwoorden:
Er zijn twee hoofdmethoden om AC-metingen uit te voeren: de goedkope manier, en de juiste manier.
De goedkope manier is inderdaad hoe je vermoedt: corrigeer het en meet de pieken, en deel dan door √2 om de RMS te krijgen. Dit werkt alleen voor sinusoïden, omdat de factor √2 impliciet een sinusoïdaal signaal veronderstelt.
De nauwkeurige manier maakt gebruik van een zogenaamde echte RMS-omzetter, wat een circuit is (analoog in oudere echte RMS meters, waarschijnlijk digitaal in moderne maar daarover niet citeren) die de RMS-spanning daadwerkelijk berekent met de juiste signaalverwerkingstechnieken.
Opmerkingen
- Als mijn multimeter op de goedkope manier gebruikt, kan ik dan piekspanningen van niet-sinusoïden meten door simpelweg de outputwaarde van de MM te vermenigvuldigen met de vierkantswortel van 2?
- @ S.Rotos Ja, en nee. U zou moeten vermenigvuldigen met een correctiefactor die afhankelijk is van het specifieke type niet-sinusvormige golfvorm dat u meet. \ $ \ sqrt {2} \ $ is de factor die de piek van een sinusoïde verbindt met de RMS van een sinusoïde. Je hebt andere factoren nodig als je de RMS van een sinusoïde wilt koppelen aan de piek van een niet-sinusoïde.
- Het ' is niet \ $ \ frac { 1} {\ sqrt {2}} V_ \ text {peak} \ $ maar in plaats daarvan \ $ \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {peak} \ $ voor het middelen van meters die uitgaan van een gecorrigeerde sinusoïde.
- @jonk Ik ben misschien gewoon moe, maar isn ' t \ $ V_ {rms} = \ frac {V_ {pk}} {\ sqrt {2}} \ $?
- @Hearth Ik denk dat je meer slaap nodig hebt.
Antwoord
Goedkoop Meters meten de gemiddelde gelijkgerichte waarde en jimmy de aflezing (wijzig de kalibratie – versterking vs. ADC-referentiespanning – zodat deze hoger is dan de werkelijke gemeten spanning) met ~ + 11,1% om de RMS correct te lezen voor een zuivere sinusgolf. Ze lezen de onjuiste RMS-waarde van elke andere golfvorm dan een sinusgolf (meestal zijn ze ook AC-gekoppeld, dus elke DC-component wordt genegeerd). Een blokgolf wordt vaak te hoog weergegeven omdat het gemiddelde gelijk is aan de RMS.
Voor een sinusgolf van piekspanning Vp:
Het gemiddelde over een halve cyclus is 2Vp / \ $ \ pi \ $ = 0.6366 Vp
De RMS is Vp / \ $ \ sqrt {2} \ $ = 0.707107 Vps
De verhouding is \ $ \ pi \ meer dan 2 \ sqrt {2} \ $ \ $ \ approx \ $ 1.11072
Duurdere meters proberen de RMS-waarde (de vierkantswortel van het gemiddelde van de kwadraatspanning) te meten. Meestal wordt dat gedaan met een analoge chip en het zal slechts een bepaald bereik van crestfactor (verhouding van piek tot RMS) en bandbreedte verwerken zonder veel aan nauwkeurigheid te verliezen.
Opmerkingen
- Kunt u " jimmy " verduidelijken voor onze lezers? I ' m uit het middenwesten van de VS en ik wist wat je bedoelde, maar het klinkt als een spreektaal.
- @ElliotAlderson Klaar. Ik probeer die spreektaal vast te houden. 8 -)
Antwoord
Als AC-meting werkt door rectificatie in DC zoals ik Stel dat ze niet net zo goed andere soorten golfvormen moeten meten?
Ongeacht of de meting is gebaseerd op de piekwaarde of het gemiddelde niveau van de gelijkgerichte golfvorm, u verwijdert informatie in deze processen. De RMS-waarde is gerelateerd aan het vermogen, dus het hangt af van de kwadratische waarde van de spanning op elk moment. Deze kwadratuur kan digitaal of met analoge circuits worden uitgevoerd, en moet later worden gemiddeld.
Ook belangrijk: wanneer u alleen “AC” kiest, verwijdert de multimeter elke DC-component in het signaal vóór rectificatie. Alleen dan neemt het de piek- of gemiddelde waarde als het geen True-RMS-apparaat is.
Bedenk wat er zal gebeuren met een blokgolf en een melding dat je moet weten hoe je apparaat werkt om de waarde van niet sinusvormige signalen.
Geef een reactie