Закрыть
Регистрация
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация

Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах

Публикации по КИПиА

Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах 27.08.12 9:57
Одноклассники Facebook LJ Twitter В Контакте

Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах

инженер М.Б. Белов 

ЗАО «ТЕККНОУ»

     На импортных средствах измерений можно встреть аббревиатуру «True RMS» или «TRMS». Причем в анонсах на прибор отмечается, что это является явным преимуществом в точности измерений реальных значений таких электрических величин, как  напряжение и силы тока.

     Так что же означает эта сокращенная запись,  какой ее физический смысл и в каких случаях вычисление этого параметра с помощью соответствующего измерительного прибора дает преимущества при проведении измерений?

     Попробуем разобраться в этом вопросе, не перегружая читателя математическими выкладками.

     Словосочетание «True RMS» - (True Root Mean Square) –  дословный перевод - среднеквадратическое из мгновенных значений переменного тока или напряжения за период или за время измерений.

     Это означает, что прибор в процессе измерений предварительно преобразует входной периодический сигнал в постоянный (в виде постоянного тока или напряжения). При этом реализуется математический метод среднеквадратических преобразований.

     Основной принцип измерений переменного напряжения или силы тока в цифровых прибора реализуется на предварительном преобразовании переменного сигнала в постоянный, как представлено на рис.1.

     После блока аналого-цифрового преобразователя (АЦП) уровень аналогового выходного сигнала измеряется и индицируется на цифровом дисплее, как в приборе постоянного тока. От метода преобразований зависят и формы представления значений напряжений переменного тока:

  1. Среднеквадратическое значение (оно же действительное, эффективное или True RMS).
  2. Средневыпрямленное значение (Mean: average rectified).
  3. Амплитудное значение (оно же пиковое, максимальное).

     Шкалы или дисплеи цифровых вольтметров и амперметров переменного тока (кроме импульсных вольтметров) всегда градуируют в среднеквадратических значениях сигнала синусоидальной формы.

     Импульсные (амплитудные, максимальные, пиковые) вольтметры градуируют в амплитудных значениях синусоидального сигнала. Функция импульсных измерений (ПИК, МАХ) может также включаться в состав комбинированных приборов – портативных мультиметров.

      В практических измерениях напряжения и силы тока промышленной электросети 50 Гц (или специальной сети 400 Гц) применяются цифровые вольтметры и амперметры с преобразователями, реализующие методы среднеквадратических или средневыпрямленных преобразований. Амплитудные (пиковые) преобразователи используются для фиксации значений амплитуды выбросов, скачков напряжения или максимального напряжения за наблюдаемый интервал времени в процессе измерений.

Рассмотрим подробнее три основных типа преобразователей

     1. Среднеквадратический (True RMS) - самый совершенный и дорогостоящий метод. Выходное напряжение преобразователя пропорционально среднеквадратическому (действующему, эффективному) значению измеренного напряжения (Uск, Urms). Осуществляется на основе термоэлектрических, диодных, транзисторных или оптронных преобразователей.

     В этом случае на активной нагрузке численно равные значения постоянного и переменного тока совершают одинаковую работу.

     Для понимания физического смысла измерений напряжения переменного тока в среднеквадратических значениях приведем простой пример: на нагревательном элементе за одинаковый интервал времени должно выделиться одинаковое количество теплоты, если запитать его от сети 220 В 50 Гц, или от сети 220 В пост. тока.

     Кроме того, особенностью  математического преобразования данного метода является то,  что теоретически,  он не зависит от формы периодического сигнала на входе преобразователя. Будь-то идеальная синусоидальная форма или сигнал с большими нелинейными искажениями,  прямоугольная, треугольная, произвольная и т. п. – не имеет значения.  В любом случае совершаемая работа численно равных по величине  постоянного и переменного сигналов будет одинаковая.

    В практических измерениях из-за ограниченных свойств элементной базы степень отличия от синусоидальной формы ограничивается коэффициентом амплитуды и максимальным значением напряжения на входе прибора. Допускаемый коэффициент амплитуды обязательно указывается в сопроводительной документации на измерительный прибор.

     Недостатки 

  • Низкая чувствительность (нижний предел, как правило, не ниже 1 В).
  • Большая инерционность, влияющая на быстродействие измерений.
  • Квадратичное построение числовой шкалы.
  • Низкая электрическая прочность.
  • Повышенная стоимость прибора.

     Для устранения этих недостатков используются входные усилители, специальные методы линеаризации шкалы, отрицательную обратную связь и др., что приводит к удорожанию прибора.

     Преимущества

  • Повышенная достоверность измерений.
  • Погрешность измерений не зависит от нелинейных искажений и формы сигнала.
  • Показания значений переменного тока и напряжения полностью эквивалентны постоянному, численно равны и не требуют внесения дополнительных коэффициентов преобразования.

      Рекомендации по применению

  • Для профессиональных измерений в цепях переменного тока.
  • Проведение калибровки и поверки средств измерений.
  • Ответственные технические измерения с протоколированием результатов.
  • Нормированный контроль технических параметров изделий в процессе производства.
  • Для пуско-наладочных работ при запуске/переоборудовании производства.

  


Возврат к списку