Cum funcționează măsurarea multimetrică AC?
On februarie 18, 2021 by adminCum măsoară tensiunea de curent alternativ un multimetru digital? Cred că tensiunea de curent alternativ este rectificată și filtrată într-o tensiune de curent continuu care este apoi măsurată, dând tensiunea de vârf a semnalului de curent alternativ. Sunt corect?
O întrebare de urmărire: îmi amintesc că am citit de undeva că multimetrele nu pot da măsurători precise de tensiune AC dacă semnalul nu este un sinusoid, ci o undă pătrată, de exemplu. E adevărat? Dacă da, de ce este asta? Dacă măsurarea AC funcționează prin rectificare în DC, așa cum presupun, nu ar trebui să măsoare la fel de bine și alte tipuri de forme de undă?
Comentarii
- Vedeți dacă răspunsul meu la Valoarea medie a curentului sau tensiunii ajută.
- Înainte de digital, D ‘ Mișcarea contorului Arsonval ar medie efectiv oscilațiile de tensiune rectificate. Multimetrele digitale ieftine probabil, de asemenea, rectifică intrarea și încearcă să găsească valoarea de vârf de la care pot rezolva în mod digital același lucru. Numai pentru o undă sinusoidală, 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} \ $. Alte forme de undă ar avea rezultate diferite ale acelei integrale și, prin urmare, astfel de contoare ar avea diverse erori intrinseci în măsurarea lor.
Răspuns
Mai întâi, voi nota o ipoteză eronată: contoare de curent alternativ nu afișează tensiunea de vârf, ci mai degrabă tensiunea RMS. Acesta este un fel de tensiune „medie” care face ca toate matematica să funcționeze corect.
Acum, pentru a răspunde la întrebare:
Există două metode principale de măsurare AC: mod ieftin și modul corect.
Modul ieftin este într-adevăr modul în care bănuiți: rectificați-l și măsurați vârfurile, apoi împărțiți la √2 pentru a obține RMS. Acest lucru funcționează numai pentru sinusoide, deoarece factorul √2 a presupus implicit un semnal sinusoidal.
Modul precis folosește ceea ce „este numit un„ convertor RMS adevărat ”, care este un circuit (analog în RMS adevărat mai vechi contoare, probabil digitale în cele moderne, dar nu mă citați), care calculează de fapt tensiunea RMS cu tehnici adecvate de procesare a semnalului.
Comentarii
- Dacă multimetrul meu folosește modul ieftin, pot măsura tensiunile de vârf ale non-sinusoidelor prin simpla multiplicare a citirii de ieșire a MM cu rădăcina pătrată de 2?
- @ S.Rotos Da și nu. Trebuie să vă înmulțiți cu un factor de corecție care depinde de tipul specific de formă de undă non-sinusoidală pe care o măsurați. \ $ \ sqrt {2} \ $ este factorul care leagă vârful unui sinusoid de RMS al unui sinusoid. Aveți nevoie de alți factori dacă doriți să legați RMS-ul unui sinusoid de vârful unui non-sinusoid.
- Nu
nu este \ $ \ frac { 1} {\ sqrt {2}} V_ \ text {peak} \ $, dar în schimb \ $ \ frac {2} {\ pi} V_ \ text {peak} \ $ pentru medierea contoarelor care presupun un sinusoid rectificat.
Răspuns
Ieftin contorii măsoară valoarea rectificată medie și apoi modifică citirea (modificați calibrarea – câștig față de tensiunea de referință ADC – astfel încât să citească mai mare decât tensiunea măsurată reală) cu ~ + 11,1% pentru a citi corect RMS pentru o undă sinusoidală pură. Au citit valoarea RMS incorectă a oricărei forme de undă, alta decât o undă sinusoidală (de obicei sunt și ele cuplate în curent alternativ, astfel încât orice componentă DC este ignorată). Un val pătrat ar tinde să fie afișat prea sus, deoarece media este egală cu valoarea RMS.
Pentru o undă sinusoidală de tensiune de vârf Vp:
Media pe o jumătate de ciclu este de 2Vp / \ $ \ pi \ $ = 0.6366 Vp
RMS este Vp / \ $ \ sqrt {2} \ $ = 0.707107 Vps
Raportul este \ $ \ pi \ peste 2 \ sqrt {2} \ $ \ $ \ approx \ $ 1.11072
Contoare mai scumpe încearcă să măsoare valoarea RMS (rădăcina pătrată a mediei tensiunii pătrate). De obicei, acest lucru este realizat cu un cip analogic și va gestiona doar o anumită gamă de factor de creastă (raportul vârfului la RMS) și lățimea de bandă fără a pierde multă precizie.
Comentarii
Răspuns
Dacă măsurarea AC funcționează prin rectificare în DC ca I presupunem, nu ar trebui să măsoare la fel de bine și alte tipuri de forme de undă?
Indiferent dacă măsurarea se bazează pe valoarea de vârf sau nivelul mediu al formei de undă rectificate, aruncați informații în aceste procese. Valoarea RMS este legată de putere, deci depinde de valoarea pătrată a tensiunii la fiecare moment. Această pătrare poate fi realizată digital sau cu circuite analogice și trebuie mediată ulterior.
De asemenea, important: atunci când alegeți numai „AC”, multimetrul elimină orice componentă DC din semnal înainte rectificare. Abia atunci ia valoarea maximă sau medie dacă nu este un dispozitiv True-RMS.
Gândiți-vă ce se va întâmpla cu un val pătrat o notificare că trebuie să știți cum funcționează dispozitivul dvs. pentru a converti valoarea non semnale sinusoidale.
Lasă un răspuns