В чем разница между мультиметром с RMS и мультиметром с True RMS?

Я ищу мультиметры. Я только начинающий в электронике, но я хочу купить тот, который будет достаточно для меня некоторое время. Я нашел мультиметр, который измеряет True RMS, и другой, который знает то же самое, но без TRMS. (оба сделаны HoldPeak, если кому-то все равно.)

Меньшая форма последней будет удобнее, и она будет стоить 2/3 от стоимости TRMS, поэтому я прошу вашего совета, опытные эксперты в области электроники:

В каких случаях и насколько важно True RMS? В чем разница между RMS и True RMS?

Ответ на это твердое «это зависит». Более конкретно, это зависит от того, к каким сигналам вы собираетесь подать счетчик.

Если каждый сигнал переменного тока, для которого вы хотите измерить среднеквадратичное значение, является чистой синусоидальной волной, то вам не нужен истинный среднеквадратичный измеритель. Однако, если вы хотите измерить среднеквадратическое значение прямоугольной волны, выходного сигнала полуволнового выпрямителя или чего-то еще более сложного, тогда будет полезен истинный среднеквадратичный измеритель. Примером того, где это может быть уместно, является случай, когда вы пытаетесь рассчитать рассеиваемую мощность резистивной нагрузки в системе электропитания переменного тока, где сеть была подвергнута какой-либо обработке, или, возможно, если она приводится в действие с помощью ШИМ-сигнала.

Несмотря на то, что нагрузка маркетинга, веб - сайт компании Fluke имеет хорошую статью по этому вопросу здесь . Один хороший показатель, который он дает, состоит в том, что для прямоугольной волны неверный RMS-метр будет показывать 10% высоты при измерении среднеквадратичного значения прямоугольной волны (и это будет зависеть от ширины импульса для сигнала ШИМ).

Кстати, Дейв Джонс из EEVBlog несколько лет назад провел перестрелку в 50 долларов . Немного устаревший, но все же полезный по причинам, чтобы выбрать конкретный счетчик без tRMS, а затем мультиметровую перестрелку за 100 $, покрывающую счетчики tRMS.

Существует несколько различных типов измерения переменного напряжения (от пика к пику, среднеквадратичное значение и т. Д.), И они обычно дают разные значения для любого заданного сигнала. Во многих случаях, если у кого-то есть измерение известного типа, а также известно форма волны и смещение постоянного тока (если есть), будет возможно вычислить, какими были бы другие измерения (например, для синусоидального сигнала с смещение нуля, пиковое напряжение будет примерно в 1,414 раза больше среднеквадратичного напряжения), но число само по себе, без информации о том, какое измерение оно представляет, может оказаться бессмысленным.

Для многих целей синусоидальные колебания сообщаются как среднеквадратичное напряжение (например, сеть с напряжением 120 В или 240 В номинально будет иметь среднеквадратичное или 120 В среднеквадратичное значение), но дешевые измерители часто измеряют переменное напряжение с помощью некоторых других средств и затем масштабируют результат. какой бы способ не подходил для синусоидального сигнала со смещением нуля.

Если вы измеряете синусоидальный сигнал со смещением нуля, такой измеритель будет работать очень хорошо. В других случаях такой измеритель может все еще использоваться (и фактически иногда может быть лучше, чем измеритель истинного среднеквадратичного значения), если кто-то знает, как вычисляются его измерения, и может из этого выяснить, что он хочет знать о сигнале (например, если один имеет измеритель, который, как известно, измеряет пиковое напряжение и масштабирует его на 70,7%, а другой хочет узнать пиковое напряжение нерегулярного сигнала, можно использовать такой измеритель, умножив его отображаемый результат на 1,414, тогда как измеритель RMS может быть почти бесполезным).

Основное преимущество истинного среднеквадратичного измерителя состоит в том, что он будет измерять нерегулярные формы волны известным способом с учетом задокументированных частотных ограничений. Другие виды счетчиков могут выполнять измерения способами, которые иногда были бы более полезными, а иногда и менее полезными, но если счетчик не документирует фактические используемые методы измерения, они могут оказаться бесполезными вообще.

Недорогой мультиметр измеряет среднее значение двухполупериодного выпрямленного напряжения переменного тока и увеличивает показания с коэффициентом:

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

соответствовать среднеквадратическому значению чистой синусоиды.

Это означает, что показания будут значительно ошибочными, если вы хотите RMS (значение нагрева) чего-то вроде импульса низкого рабочего цикла (большой коэффициент амплитуды). Среднее также не будет (напрямую) отображаться, но вы можете разделить его на 1,111, чтобы получить его.

Схемы, которые выполняют вычисления «истинного среднеквадратичного значения», имеют максимальную ширину полосы пропускания и динамические диапазоны, но в пределах этого диапазона они могут нормально работать, например, для измерения среднеквадратичного напряжения от фазорегулируемого диммера. Они, как правило, стоят дороже и имеют больше ошибок, чем простая схема усреднения.

Если вы выполняете работу по напряжению сети, вы должны рассмотреть настоящий RMS-метр, который также имеет соответствующий рейтинг безопасности . Для большей части электроники работа в действительности не требуется, и если вам нужно заглянуть глубже, вы должны сэкономить деньги и получить хороший осциллограф, который расскажет вам гораздо больше.

Более дешевые мультиметры обходятся путем задания среднеквадратичного значения путем измерения пикового напряжения чисто синусоидального входа, а затем умножения его на 0,707 и отображения результата.

Для чистого синусоидального входа переменного тока без искажений это хорошо, но для других сигналов это не так.

Причина этого не в том, что среднеквадратическое значение формы сигнала равно величине сигнала постоянного тока, который вызвал бы эквивалентный нагрев нагрузки.

Измерение выполняется путем многократной выборки значения входного сигнала в течение одного цикла, возведения в квадрат каждого из этих значений, сложения их, затем извлечения квадратного корня из их суммы и отображения его.

Таким образом, дополнительные деньги, которые вы платите за настоящий RMS-инструмент, относятся к дополнительному кремнию, необходимому для выполнения дополнительной работы, (второстепенному) микропрограммному обеспечению, необходимому для проработки всего этого, (второстепенному) и удобству, обеспеченному, чтобы вам не пришлось подготовиться, чтобы выяснить все самостоятельно.

В чем разница между RMS и True RMS?

Мы используем среднеквадратичное значение для измерения напряжений и токов, потому что для резистивных нагрузок это напрямую связано со средней мощностью.

К сожалению, очень сложно построить схемы для точного квадратного и квадратного корня сингла.

Так что дизайнеры мультиметра обманули. Они измерили некоторые свойства сигнала, которые легче измерить (часто «средняя величина»). Затем они применили масштабный коэффициент для преобразования чтения в среднеквадратическое значение. Этот масштабный коэффициент предполагает, что входной сигнал является синусоидальным.

Совсем недавно появились «истинные среднеквадратичные» счетчики. Они работают, отбирая сигнал, а затем вычисляя среднеквадратичное значение в программном обеспечении (где более точный квадрат и квадратный корень более выполнимы).

Обратите внимание, что даже измеритель «True RMS» будет иметь ограничения полосы пропускания. Таким образом, для часто используемых входных сигналов его считывание может не быть точным среднеквадратичным значением. Точно так же почти все измерители (истинное среднеквадратичное значение или нет) будут блокировать постоянный ток в своих диапазонах измерения переменного тока, поэтому измеренное значение будет только компонентом переменного тока общего среднеквадратичного значения.

В каких случаях и насколько важно True RMS?

Мое чувство меньше, чем делают маркетологи. Они полезны, если вам нужно точное считывание среднеквадратичного напряжения / тока для сигнала, который является достаточно низкой частотой (но не настолько низким, чтобы он попадал на блокирующий фильтр постоянного тока) и не ожидался, что он будет синусоидальным.

Но, честно говоря, большую часть времени в электронике я нахожу, что мультиметр используется для измерения постоянного напряжения и сопротивления. Если сигнал переменного тока, то я хочу знать не только его среднеквадратичное напряжение, но и форму волны, в которой мультиметр не используется.

Иногда мультиметр используется в сети, но обычно достаточно грубого измерения напряжения.