Jak działa pomiar multimetrem AC?
On 18 lutego, 2021 by adminW jaki sposób multimetr cyfrowy mierzy napięcie prądu przemiennego? Domyślam się, że napięcie AC jest prostowane i filtrowane do napięcia stałego, które jest następnie mierzone, dając napięcie szczytowe sygnału AC. Czy mam rację?
Kolejne pytanie: Pamiętam, że czytałem skądś, że multimetry nie mogą bardzo dobrze dawać dokładnych pomiarów napięcia AC, jeśli sygnał nie jest sinusoidą, ale na przykład falą prostokątną. Czy to prawda? Jeśli tak, dlaczego tak jest? Jeśli pomiar prądu przemiennego działa poprzez prostowanie do prądu stałego, jak zakładam, czy nie powinny mierzyć innych typów przebiegów równie dobrze?
Komentarze
- Sprawdź, czy moja odpowiedź na Średnia wartość prądu lub napięcia pomaga.
- Przed cyfrą D ' Ruch miernika podpalenia skutecznie uśrednia wyprostowane wahania napięcia. Tanie multimetry cyfrowe prawdopodobnie również prostują wejście i próbują znaleźć wartość szczytową, z której mogą obliczyć cyfrowo to samo. Tylko dla fali sinusoidalnej \ $ \ overline {V} = \ frac {1} {\ pi} \ int_0 ^ {\ pi} \, V_ \ text {PK} \ nazwa operatora {sin} \ left (\ theta \ right) \, \ text {d} \ theta = \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {PK} \ około 0,637 \ cdot V_ \ text {PK} \ $. Inne przebiegi miałyby różne wyniki tej całki i dlatego takie mierniki miałyby różne wewnętrzne błędy ich pomiar.
Odpowiedź
Po pierwsze, zwrócę uwagę na błędne założenie: mierniki prądu przemiennego nie wyświetla napięcia szczytowego, ale raczej napięcie RMS. Jest to rodzaj „średniego” napięcia, które sprawia, że wszystkie obliczenia matematyczne działają poprawnie.
A teraz, aby odpowiedzieć na pytanie:
Istnieją dwie główne metody wykonywania pomiaru prądu przemiennego: Tani sposób i dokładny sposób.
Tani sposób jest rzeczywiście taki, jak podejrzewasz: napraw go i zmierz piki, a następnie podziel przez √2, aby uzyskać RMS. Działa to tylko dla sinusoid, ponieważ współczynnik √2 domyślnie zakłada sygnał sinusoidalny.
Dokładny sposób wykorzystuje to, co nazywa się „prawdziwym konwerterem RMS”, który jest obwodem (analog w starszych prawdziwych RMS mierniki, prawdopodobnie cyfrowe w nowoczesnych, ale nie cytuj mnie na ten temat), który faktycznie oblicza napięcie RMS za pomocą odpowiednich technik przetwarzania sygnału.
Komentarze
- Jeśli mój multimetr korzysta z taniego sposobu, czy mogę zmierzyć napięcia szczytowe innych niż sinusoidy, po prostu mnożąc odczyt wyjściowy MM przez pierwiastek kwadratowy z 2?
- @ S.Rotos Tak i nie. Będziesz musiał pomnożyć przez współczynnik korekcji, który zależy od określonego typu mierzonego przebiegu niesinusoidalnego. \ $ \ sqrt {2} \ $ jest czynnikiem wiążącym szczyt sinusoidy z wartością skuteczną sinusoidy. Potrzebujesz innych czynników, jeśli chcesz powiązać wartość skuteczną sinusoidy ze szczytem sinusoidy.
- To ' s nie \ $ \ frac { 1} {\ sqrt {2}} V_ \ text {peak} \ $ ale zamiast tego \ $ \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {peak} \ $ dla uśredniania metrów, które zakładają wyprostowaną sinusoidę.
- @jonk Mogę być po prostu zmęczony, ale nie ' t \ $ V_ {rms} = \ frac {V_ {pk}} {\ sqrt {2}} \ $?
- @Hearth Myślę, że potrzebujesz więcej snu.
Odpowiedź
Tanie mierniki mierzą średnią wartość wyprostowaną, a następnie zmniejszają odczyt (zmodyfikuj kalibrację – wzmocnienie względem napięcia odniesienia ADC – tak, aby odczyt był wyższy niż rzeczywiste zmierzone napięcie) o ~ + 11,1%, aby poprawnie odczytać wartość skuteczną dla czystej fali sinusoidalnej. Odczytują nieprawidłową wartość RMS dowolnego przebiegu innego niż sinusoidalny (zwykle są one również sprzężone prądem przemiennym, więc każda składowa DC jest ignorowana). Fala prostokątna byłaby zwykle wyświetlana zbyt wysoko, ponieważ średnia jest równa RMS.
Dla fali sinusoidalnej napięcia szczytowego Vp:
Średnia w ciągu pół cyklu wynosi 2 Vp / \ $ \ pi \ $ = 0,6366 Vp
RMS to Vp / \ $ \ sqrt {2} \ $ = 0,707107 Vps
Stosunek to \ $ \ pi \ over 2 \ sqrt {2} \ $ \ $ \ ok \ $ 1.11072
Droższe mierniki próbują zmierzyć wartość RMS (pierwiastek kwadratowy ze średniej kwadratu napięcia). Zwykle odbywa się to za pomocą chipa analogowego i obsługuje tylko pewien zakres współczynnika szczytu (stosunek wartości szczytowej do wartości skutecznej) i przepustowości bez utraty dużej dokładności.
Komentarze
- Czy mógłbyś wyjaśnić naszym czytelnikom " jimmy "? I ' m ze środkowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych i wiedziałem, co masz na myśli, ale brzmi to jak kolokwializm.
- @ElliotAlderson Gotowe. Staram się trzymać te kolokwializmy. 8 -)
Odpowiedź
Jeśli pomiar AC działa poprzez prostowanie na DC jako ja załóżmy, czy nie powinny mierzyć równie dobrze innych typów przebiegów?
Niezależnie od tego, czy pomiar jest oparty na wartości szczytowej, czy na średnim poziomie wyprostowanego przebiegu, odrzucasz informacje w tych procesach. Wartość RMS jest związana z mocą, a więc zależy od kwadratu wartości napięcia w każdej chwili. To podniesienie do kwadratu może być wykonane cyfrowo lub za pomocą obwodów analogowych i musi być później uśrednione.
Również ważne: jeśli wybierzesz tylko „AC”, multimetr usunie każdą składową stałą w sygnale przed rektyfikacja. Dopiero wtedy pobiera wartość szczytową lub średnią, jeśli nie jest to urządzenie True-RMS.
Pomyśl, co stanie się z falą prostokątną i zauważ, że musisz wiedzieć, jak działa twoje urządzenie, aby przekonwertować wartość non sygnały sinusoidalne.
Dodaj komentarz