Multimetri kineske tvrtke Pobjednik Danas je vrlo uobičajeno pronaći kineski internet platforme AliExpress, Banggood, te podosta njih od ruskih distributera. Koji su proračunski multimetri ove kineske tvrtke? Danas pregledavamo multimetar Victor VC890D s funkcijom True RMS. Riječ True RMS ovdje se spominje s razlogom, jer... postoji potpuno isti multimetar Victor VC890D, ali bez True RMS-a, koji ima nešto drugačiji izgled i karakteristike, kao i nekoliko raspona za mjerenje kapaciteta kondenzatora. Ovaj multimetar ima samo jedan raspon: 2000 µF. I oni su izgrađeni na potpuno različitim čipovima.
Postoji još jedan model Victor VC890C+, razlikuje se samo u mogućnosti mjerenja temperature i prisutnosti termoelementa u kompletu. U svim ostalim aspektima, apsolutno identični uređaji.
Prosječna cijena multimetra na AliExpressu je oko 25 dolara.
Dakle, multimetar je naručen na AliExpressu, stigao je bez kutije, samo zamotan u nekoliko slojeva folije s mjehurićima. Paket možete vidjeti ispod:
Ovdje vidimo sam multimetar, sonde, upute na kineskom, kao i komad papira s kontrolnim žigom.
Victor VC890D Specifikacije:
- TrueRMS (mjerenje signala slobodan oblik)
- Osnovna točnost ±0,5% (DCV)
- Mjerenje istosmjernog napona do 1000 V (±0,5%)
- Mjerenje izmjeničnog napona do 750 V (±0,8%)
- DC/AC struja do 20A (± 1,5%)
- Mjerenje otpora do 20 MΩ (±0,8%)
- Mjerenja kapacitivnosti do 2000 µF (± 2,5%)
- Kontinuitet lanca
- Ispitivanje dioda
- Mjerenje pojačanja tranzistora
- Funkcionalnost: 3 mjerenja/sek
- Automatsko zadržavanje očitanja
- Automatsko isključivanje
- LCD zaslon 4 znamenke s pozadinskim osvjetljenjem
- Napajanje 9 V (kruna)
- Dimenzije: 186 × 87 × 47 mm
- Težina s baterijom: 364g s kućištem, 280g bez kućišta
Multimetar ima silikonsko kućište koje se može skinuti. Postoji postolje. Na kraju je holografska naljepnica; natpis Victor također svjetluca na svjetlu, to je jasno vidljivo na prvoj fotografiji.
Kada je napajanje uključeno, na zaslonu se prikazuju svi mogući simboli, a multimetar također emitira kratki spoj zvučni signal. Desno od tipke Hold (također dugim pritiskom uključuje pozadinsko osvjetljenje) nalazi se crvena LED dioda. Prilikom prebacivanja između načina rada, čuje se zvučni signal i crvena LED dioda treperi.
Sonde su najčešće, izmjereni otpor na stolnom multimetru je ~ 0,1 Ohm.
Silikonsko kućište sadrži držače za sonde.
Postoje 4 utičnice za sonde - 2 standardne i 2 utičnice za mjerenje struje. Prva utičnica je do 200 mA, druga je za struje do 20 A, obje s odgovarajućim osiguračima, dostupnima kroz odjeljak za baterije.
Čemu služi TrueRMS?
TrueRMS je "pravi korijen srednjeg kvadrata". Oni. TrueRMS se odnosi na mjerenje izmjenične struje i vrijednosti napona. Trenutno smo sve više okruženi kućanskim aparatima s nesinusoidnom potrošnjom struje i unosom izobličenja: računala, UPS, pretvarači frekvencije ili isti PWM. Na primjer, pri mjerenju PWM potrošnje struje, vrijednosti mogu biti precijenjene, a, recimo, pri korištenju jednofaznog diodnog ispravljača, mogu biti podcijenjene. Na primjer, može doći do situacije da ste izmjerili potrošnju struje od 7A, ali se vaš osigurač stalno aktivira ili pregori osigurač od 10A. Ovdje vam može dobro doći multimetar s funkcijom TrueRMS, koji može odrediti stvarnu efektivnu vrijednost izmjenične struje bez obzira na njen oblik.
Mjerenja
Predlažem da izvršite mjerenja i vidite koliko točno i brzo uređaj radi u različitim načinima rada. Brzinu reakcije možete vidjeti u videu.
Počnimo s mjerenjem otpora visoko preciznih 0,01% otpornika iz TDK i Vishaya. Sonde ćemo promijeniti u nešto kvalitetnije i s manjim otporom kako bismo smanjili njihov utjecaj unutarnji otpor. Bilo bi moguće s rođacima, ali ipak, mnogi radio amateri ih kasnije mijenjaju za bolje ili zbog brzog trošenja.
Multimetar daje točna očitanja nakon nekog vremena ( možete to jasno vidjeti u videu). I zato što Prilikom mjerenja, obje su ruke bile zauzete, a kamera je snimala slike s odgođenim otpuštanjem, tada su se vrijednosti otpora u nekim okvirima pokazale nestabilnim. Ali ipak, u većini slučajeva, očitanja otpora su donekle precijenjena, iako je sve unutar navedene pogreške mjerenja.
Provjerimo koliko točno multimetar mjeri istosmjerni napon. Da bismo to učinili, uzmimo ION na AD588BQ čipu, čiji temperaturni pomak ne prelazi 1,5 ppm/°C, s izlaznim naponom od 5V i 10V. Da budemo precizniji, 5,00031V i 10,00027V (mjereno multimetrom Agilent 34401A).
Za mjerenje izmjeničnog napona korišten je pretvarač 12/220 koji proizvodi čisti sinusni val. Kao što vidite, očitanja su prilično točna.
Mjerenje pojačanja hFE tranzistora:
Pozadinsko osvjetljenje zaslona automatski se isključuje otprilike 15 sekundi nakon dugog držanja tipke Hold.
U načinu mjerenja dioda, prikazani su naponi na otvorenim sondama. Kao što vidite, to je oko 1,6 volti (mnoge specifikacije za ovaj model ukazuju na netočan napon od 3 V). Stoga ne mogu provjeriti LED diode, jer... Da biste ih provjerili, potreban vam je veći napon.
Ispitivanje kontinuiteta diode 1N4007. Prikazuje se prednji pad napona na diodi.
Kao što vidite, to je 0,565 volti.
Za mjerenje kapaciteta kondenzatora, ovaj model nudi samo jedan raspon - 2000 µF. Uređaj, ovisno o izmjerenom kapacitetu, pokazuje dimenziju: mikro ili nano, tj. u biti automatski odabir raspona. Minimalna dimenzija: 0,001 nF, tj. 1 pF.
Elektrolit 100 uF.
Opis:
Mnoge komercijalne i industrijske instalacije doživljavaju stalna gašenja zaštitnih sustava. Često se ispadi čine nasumični i neobjašnjivi, ali naravno da postoji razlog, au našem slučaju dva.
True RMS je jedino ispravno mjerenje
K. Zapad, Fluke (UK) Ltd.
Mnoge komercijalne i industrijske instalacije doživljavaju stalna gašenja zaštitnih sustava. Često se ispadi čine nasumični i neobjašnjivi, ali naravno da postoji razlog, au našem slučaju dva. Prvi mogući razlog je povratni tok koji se javlja kada su određene vrste opterećenja uključene, kao što su osobna računala (o ovom pitanju će se raspravljati u budućoj publikaciji ovog vodiča). Drugi mogući razlog je da je stvarna struja koja teče kroz krug bila nedovoljno izmjerena, tj. da su stvarne vrijednosti struje veće od izmjerenih.
Podcjenjivanje izmjerenih vrijednosti događa se vrlo često u modernim instalacijama. Ali zašto se to događa kada su moderni digitalni mjerni instrumenti toliko točni i pouzdani? Odgovor je da mnogi instrumenti nisu prikladni za mjerenje izobličenih struja, a većina struja ovih dana jest.
Do izobličenja dolazi zbog harmonijskih struja koje proizvode nelinearna opterećenja, posebno elektronička oprema kao što je osobnih računala, fluorescentne svjetiljke s elektroničkim balastom i podesivim pogonom. Proces u kojem nastaju harmonici i njihov utjecaj na električne sustave bit će opisan u budućoj publikaciji priručnika (odjeljak 3.1). Na sl. Slika 3 prikazuje tipičnu krivulju struje koju troši osobno računalo. Očito, ovo nije sinusni val, pa stoga svi uobičajeni instrumenti za mjerenje sinusnog vala i metode proračuna više nisu primjenjivi. To znači da je prilikom popravka ili analize rada električnog sustava potrebno koristiti instrumente koji mogu mjeriti nesinusne struje i napone.
Na sl. Slika 1 prikazuje dva mjerna uređaja (strujna kliješta) na istom strujnom krugu. Oba instrumenta rade ispravno i kalibrirana su prema specifikacijama proizvođača. Ključna razlika je u tome kako ovi instrumenti mjere.
Lijevi mjerač je pravi RMS metar, a desni mjerač je kalibrirani prosječni RMS metar. Da biste cijenili razliku, morate razumjeti što znači RMS.
Što je RMS?
Korijen srednjeg kvadrata (RMS) izmjenične struje je veličina koja je ekvivalentna istosmjerna struja, koji bi proizvodio istu količinu topline pri fiksnom opterećenju. Količina topline proizvedena u otporniku izmjeničnom strujom proporcionalna je kvadratu prosječne struje tijekom cijelog ciklusa krivulje. Drugim riječima, proizvedena toplina proporcionalna je srednjoj kvadratu, pa je stoga veličina struje proporcionalna srednjem kvadratu (polaritet nije bitan jer je kvadrat uvijek pozitivan).
Za obični sinusni val (slika 2), RMS vrijednost je 0,707 maksimalne vrijednosti, ili maksimalna vrijednost je √2, ili 1,414, RMS vrijednosti. Odnosno, maksimalna vrijednost RMS struje od 1 ampera čistog sinusnog vala bit će 1,414 A. Ako se amplituda sinusnog vala usrednji (s preračunatim negativnim poluciklusom), prosječna vrijednost će biti 0,636 maksimalne ili 0,9 RMS vrijednosti. Na sl. 2 prikazuje dvije važne proporcije:
Prilikom mjerenja regularnog sinusnog vala (i samo pravilnog sinusnog vala), legitimno je uzeti jednostavno mjerenje prosječne vrijednosti (0,636 x maksimum) i pomnožiti rezultat s faktorom oblika od 1,111 (što bi bilo 0,707 od maksimuma ) i nazovite je RMS vrijednost. Sličan pristup koristi se i kod analognih brojila, gdje se usrednjavanje provodi inercijom i prigušenjem oscilacija u induktoru, kao i kod svih starijih i modernijih digitalnih univerzalnih brojila. Metoda je opisana kao prosječno, RMS kalibrirano mjerenje.
Problem je što ova metoda radi samo za normalne sinusoide, kojih nema u pravim električnim instalacijama. Krivulja na sl. 3 je tipična krivulja struje koju troši osobno računalo. Točna RMS vrijednost je i dalje 1A, ali maksimalna vrijednost je mnogo viša na 2,6A, a prosječna vrijednost je mnogo niža na 0,55A.
Ako se ova krivulja mjeri RMS uređajem za usrednjavanje, očitat će se kao 0,61 A, kada je stvarna vrijednost 1 A (tj. gotovo 40% manje). Tablica pokazuje neke primjere kako dva različite vrste mjerači reagiraju na različite valne oblike.
Pravi RMS mjerač uzima kvadrat trenutne dolazne struje, izračunava prosjek tijekom vremena, a zatim prikazuje kvadratni korijen tog prosjeka. Na idealni uvjeti primjene, očitanja su apsolutno točna, bez obzira na krivulju. Međutim, primjena nikada nije idealna i moraju se uzeti u obzir dva ograničavajuća čimbenika: frekvencijski odziv i vršni faktor.
Za funkcioniranje sustava napajanja obično je dovoljno mjeriti do 50. harmonika, tj. do frekvencije od približno 2500 Hz. Maksimalna vrijednost amplitude, omjer između maksimalna vrijednost i RMS vrijednost su vrlo važni. Veće maksimalne vrijednosti amplitude zahtijevaju instrumente sa širim dinamičkim rasponom i stoga veću točnost u pretvorbi dijagrama.
Iako će instrumenti dati različita očitanja pri mjerenju iskrivljenih krivulja, očitanja oba instrumenta će se slagati pri mjerenju ispravnog sinusnog vala. Ovo je uvjet pod kojim se kalibriraju, tj. svaki tip mjerača može biti certificiran kao kalibriran, ali samo za korištenje na sinusnim valovima.
Pravi RMS mjerači postoje već najmanje 30 godina, ali bili su specijalizirani i relativno skupi instrumenti. Napredak u elektronici rezultirao je istinskim RMS mjernim mogućnostima koje su ugrađene u mnoge ručne multimetre. Nažalost, ovo Tehničke specifikacije nalaze se samo u najsuvremenijim proizvodima većine proizvođača, ali u isto vrijeme nisu tako skupi kao prije, a postali su dostupnih alata za korištenje u svakodnevnim aktivnostima.
| Stol Usporedba odziva na različite valne oblike prosječnih i pravih RMS mjerača |
|||||||||||||||||||
|
Posljedice podmjerenja
Radna ograničenja većine komponenti električnog kruga određena su količinom topline koja se može raspršiti bez pregrijavanja elementa ili komponente.
Denominacije prihvatljive vrijednosti amperi za kabele, na primjer, dani su za specifične radne uvjete (faktor koji određuje koliko brzo se toplina može raspršiti) i najveću dopuštenu radnu temperaturu. Budući da harmonijski kontaminirane struje imaju veću RMS vrijednost od one izmjerene prosječnim RMS metrom, primijenjene žice i kabeli mogu biti podcijenjeni i biti topliji od očekivanog. Rezultat će biti kvar izolacije, prijevremeno trošenje i opasnost od požara.
Veličina gume se mjeri izračunavanjem omjera konvekcijskih i radijacijskih stopa hlađenja i stope zagrijavanja zbog gubitaka otpora. Temperatura pri kojoj su te brzine jednake radna je temperatura gume ili je projektirana tako da je radna temperatura dovoljno niska da se izbjegne prijevremeno trošenje izolacijskih i potpornih materijala. Kao i kod kabela, pogreške u mjerenju prave RMS vrijednosti rezultirat će višim radnim temperaturama. Zbog velike veličine sabirnica, skin efekt je očitiji nego kod malih vodiča.
To dovodi do još većeg povećanja temperature.
Ostale komponente električni sustav, kao što su toplinski elementi osigurača i prekidača strujnog kruga, ocijenjeni su u efektivnoj struji jer se njihove karakteristike odnose na rasipanje topline. Ovo je glavni uzrok neugodnih pseudo-kvarova - struja je veća od očekivane, pa prekidač radi u temperaturni uvjeti, u kojem će neminovno doći do gašenja. Kao i kod svakog nestanka struje, cijena neuspjeha može biti prilično visoka i rezultirati gubitkom podataka do računalni sustavi, kvarovi upravljačkih sustava tehnološki procesi itd. O ovim će se pitanjima raspravljati u budućim publikacijama vodiča (Odjeljak 2)
Dakle, samo uz pomoć pravih RMS mjernih alata moguće je točno odabrati nazivne vrijednosti kabela, sabirnica, dovoda i zaštitne opreme. Važno je pitanje da li ovaj uređaj pravi RMS mjerni uređaj? Obično, ako je mjerač pravi RMS mjerač, to će biti navedeno u specifikaciji proizvoda. U praksi se odgovor može dobiti usporedbom očitanja poznatog mjerača prosjeka (obično najjeftinijeg dostupnog) i navodnog stvarnog RMS mjerača pri mjerenju struje u nelinearnom opterećenju, na primjer, struja iz osobnog računala sa strujom žarulje sa žarnom niti. Oba mjerača će pokazati istu amperažu za opterećenje žarulje sa žarnom niti. Ako jedan od mjerača ima znatno veća očitanja (recimo 20% veća) za opterećenje osobnog računala nego za drugo opterećenje, tada je to vjerojatno pravi RMS uređaj, a ako su očitanja ista, uređaji su iste vrste.
Zaključak
RMS mjerenja su važna za svaku instalaciju koja sadrži značajan broj nelinearnih opterećenja (osobna računala, elektroničke prigušnice, CFL, itd.). Usrednjavanje RMS mjerača podcjenjuje do 40%, što dovodi do podcjenjivanja kabela i zaštitnih uređaja. To prijeti kvarovima u njihovom radu, hitnim isključivanjima i preranim trošenjem.
Također je vrijedno zapamtiti da pri radu u režimima električnog i, što je najvažnije, toplinskog opterećenja izvan dizajna, uzrokovanih podcjenjivanjem stvarnih trenutnih vrijednosti kao rezultat nedovoljnog mjerenja, ukupna energetska učinkovitost električne instalacije se smanjuje.
Pretisnuto sa skraćenicama iz publikacije Europskog instituta za bakar
"Primijenjeni vodič za kvalitetu električne energije"
Prijevod s engleskog E. V. Melnikova
Urednik prijevoda V. S. Ionov
AC vatmetar predstavljen u članku omogućuje vam mjerenje sljedećih parametara:
1. Efektivna vrijednost napona
2.
RMS trenutna vrijednost
3. Aktivna snaga
4. Puna snaga
5.
Faktor snage
6. Prosječna snaga opterećenja (vidi dolje)
Mogućnosti i značajke ove implementacije:
1. Kako bi se poboljšala točnost, izmjereni raspon snage podijeljen je u dva raspona, a prebacivanje između njih događa se automatski.
2. Kako bi se poboljšala čitljivost i pojednostavilo očitavanje, implementirane su dvije opcije za prikaz informacija (na slici ispod)
3. Uređaj vam omogućuje određivanje izlaznog napona i struje izvan utvrđenih granica i kontrolu opterećenja na temelju tih informacija.
4. Uređaj također mjeri snagu kroz period, tako da možete odrediti stvarnu potrošnju uređaja s promjenjivom snagom (hladnjak, glačalo, računalo).
Fotografija
Aktivna snaga. Trenutno. Napon.
Isto s punom snagom. Faktor snage. Prosječna snaga tijekom razdoblja mjerenja.
Tehnika mjerenja:
Postoji odličan članak Olega Artamonova http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/tower/6484
U skladu s njim (i s teorijom) program je izgrađen.
Shema :
Izgrađen na javno dostupnim komponentama i jednostavan za repliciranje.
PSU - bilo koje napajanje od 5 V s malim valovima.
Pojačalo - LM2904 ili slično
Trimeri P1 i P2 - višeokretni
Shunt Rsh je sastavljen od 0,1 Ohm 2W otpornika spojenih paralelno. Odabire se po stopi od približno 1 otpornika po 1 kW maksimalne izmjerene snage. Na ploči ima mjesta za 10 kom. Imam ugrađena 4, na oko 4 kW.
ATMega8 je konfiguriran za rad s internim oscilatorom od 8 MHz.
Izgled:
Obratite pažnju na optički sprežnik s lijeve strane gornji kut.
Isprintana matična ploča:
Imajte na umu: ne koriste se svi PCB elementi. U trenutnoj verziji nema potrebe za kvarcom s pojasom, tipkom K2 (pored K1, nije označeno).
U desnom kutu nalazi se optički spojnik, ali preporučujem da ga napravite kao zaseban uređaj. Dobro će vam doći.
Postavljanje i rad kruga:
Pažnja: krug je pod mrežnim naponom. Izvršite MK firmware s isključenim naponom, napajanim kroz programator! UART izlaz mora biti spojen samo preko optičkog spojnika!
Postavljanje je podijeljeno u dvije faze.
Korak 1: Postavljanje nulte točke.
Pritisnite tipku i uključite uređaj. Otpustite tipku.
Na ekranu će se pojaviti ovakva slika:
Ovo su vrijednosti napona i struje na skali od 0..1023.
S lijeva na desno: minimum za razdoblje, maksimum za razdoblje, prosjek.
Koristeći regulatore P1 i P2, postavili smo prosjek na 511.
Provjeravamo prisutnost zaliha iznad i ispod minimuma i maksimuma.
Broj iza # označava broj uzoraka uzetih tijekom razdoblja. Ovaj broj trebao bi biti nešto manji od 200.
Faza 2. Kalibracija.
Spojite UART-USB adapter. Na primjer ovo:
preko optičkog sprežnika. Njegova ploča se nalazi u datoteci zajedno s glavnom pločom, na sljedećoj kartici.
Pokrenite terminalski program brzinom od 4800.
- Spojite standardni voltmetar i ampermetar i aktivno opterećenje, na primjer 100W.
- Spojite uređaj na mrežu. Tijekom učitavanja držite K1 na slici "termometra" i ne puštajte dok "termometar" ne dođe do ruba ekrana. Poruka (podešavanje) će se pojaviti na ekranu.
- Na terminalu bi se trebala pojaviti ovakva slika:
Ovo je dijaloški okvir. Spremanje nove vrijednosti radi se ovako:
(stavka) (Unesite) (vrijednost) (Unesite)
Objašnjenje točaka:
1, Konstanta za napon
2.
Konstanta za trenutni raspon 1
3. Konstanta za trenutna 2 raspona
4. Broj razdoblja mjerenja. Utječe na učestalost ažuriranja informacija.
5,6,7 Postavke za kontrolu opterećenja (osigurač). Kontrolni izlazi LED1, LED2.
8. Kontrola izlaza na terminal. Pogledaj ispod.
0. Izlaz
Za kalibraciju stvorite omjer oblika: X = (zabilježena konstanta) * (referentni napon) / (prikazani napon)
Zapišite to napamet. Ponovite ako je potrebno.
Ponovite za struju, zatim promijenite opterećenje da padne u drugi raspon (recimo 1000 W) i ponovite ponovno.
To je to, možete ga koristiti.
ostalo:
1. U gornjem desnom kutu nalazi se indikator. Njegovo treptanje potvrđuje da uređaj radi.
Točka unutar ovog indikatora pokazuje uključeni raspon: manje - 1 raspon, više - 2 raspona.
2. Disp konstanta opisana u drugom stupnju kalibracije kontrolira način izlaza podataka na terminal.
Disp=0 Ništa se ne prikazuje.
Disp=1 Duplicirani prikaz podataka na terminalu:
Disp=2 Način osciloskopa. U ovom načinu rada, spremljeni podaci mjerenja trenutnih vrijednosti napona i struje šalju se na terminal, gdje se mogu kopirati (na primjer) u Excel, provjeriti adekvatnost i jednostavno koristiti za proučavanje oblika struje i napona u mreža. Primjer datoteke priložen je članku.
4. U načinu rada, tipka K1 mijenja načine prikaza na zaslonu.
To je sve. Bit će mi drago primiti vaše povratne informacije.
Popis radioelemenata
| Oznaka | Tip | Vjeroispovijest | Količina | Bilješka | Dućan | Moja bilježnica | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BP | jedinica za napajanje | 5 volti | 1 | Bilo koje | U bilježnicu | ||
| USB-UART adapter | 1 | Potreban za kalibraciju | U bilježnicu | ||||
| Optička izolacijska ploča | 1 | Na fotografiji za USB-UART adapter | U bilježnicu | ||||
| OP1, OP2 | Operacijsko pojačalo | LM2904 | 1 | U bilježnicu | |||
| IC2 | MK AVR 8-bitni | ATmega8 | 1 | U bilježnicu | |||
| LCD zaslon | HD44780 2x20 | 1 | U bilježnicu | ||||
| D1, D2 | Ispravljačka dioda | 1N4007 | 2 | U bilježnicu | |||
| LED1, LED2 | Dioda koja emitira svjetlo | 2 | U bilježnicu | ||||
| C1, C2 | Elektrolitički kondenzator | 6,8 µF | 2 | U bilježnicu | |||
| C3 | Kondenzator | 100 nF | 1 | U bilježnicu | |||
| R1 | Otpornik | 20 kOhm | 1 | U bilježnicu | |||
| R2, R5, R8 | Otpornik | 10 kOhm | 3 | U bilježnicu | |||
| R3, R6, R10, R13, R14 | Otpornik | 1 kOhm | 5 | U bilježnicu | |||
| R4 | Otpornik | 470 kOhm | 1 | U bilježnicu | |||
| R7 | Otpornik | 0,1 Ohm 2 W | 10 | Rsh, spojen paralelno, odaberite količinu | U bilježnicu | ||
| R9, R12 | Otpornik | 680 Ohma | 2 | U bilježnicu | |||
| R11 | Otpornik | 330 kOhm | 1 | U bilježnicu | |||
| P1 | Trimer otpornik | 330 kOhm | 1 | Višestruko okretanje | U bilježnicu | ||
| P2 | Trimer otpornik | 1,5 kOhm | 1 | Višestruko okretanje | |||
Korijen srednje kvadratne (RMS) vrijednosti. Trenutna ili efektivna vrijednost
Prava sredina kvadrata (RMS)
Root-mean-square (RMS) - korijen srednje kvadratne vrijednosti - engleski.
Pravi korijen-srednji kvadrat (TRMS)
Za bilo koju periodičku funkciju (na primjer, struja ili napon) oblika f = f(t), srednja kvadratna vrijednost funkcije definirana je kao:
tada se efektivna vrijednost periodičke nesinusne funkcije izražava formulom
 |
Budući da je Fn amplituda n-tog harmonika, tada je Fn / √2 efektivna vrijednost harmonika. Dakle, dobiveni izraz pokazuje da je efektivna vrijednost periodične nesinusoidne funkcije jednaka kvadratnom korijenu zbroja kvadrata efektivnih vrijednosti harmonika i kvadrata konstantne komponente.
Na primjer, ako je nesinusoidalna struja izražena formulom:
 |
tada je efektivna vrijednost struje:
 |
Svi gore navedeni omjeri koriste se u izračunima u testerima koji mjere ISKZ, u strujnim strujnim krugovima UPS-a, u mrežnim analizatorima i u drugoj opremi.
Pravi korijen-srednji kvadrat (TRMS)
Većina jednostavnih testera ne može točno izmjeriti RMS vrijednost nesinusoidnog signala (to jest, signala s velikim harmoničkim izobličenjem, kao što je kvadratni val). Ispravno određuju RMS napon samo za sinusne signale. Ako takvim uređajem mjerite efektivni napon pravokutnog oblika, očitanje će biti pogrešno. Razlog pogreške je taj što konvencionalni ispitivači prilikom izračunavanja uzimaju u obzir osnovni harmonik (za običnu mrežu - 50 Hz), ali ne uzimaju u obzir više harmonike signala.
Za rješavanje ovog problema postoje posebni instrumenti koji precizno mjere RMS, uzimajući u obzir više harmonike (obično do 30-50 harmonika). Označeni su simbolom TRMS ili ISKZ (true root-mean-square) - prava srednja kvadratna vrijednost, True RMS, pravi RMS.
Tako, na primjer, konvencionalni tester može s greškom izmjeriti napon na izlazu UPS-a s aproksimiranom sinusoidom, dok tester APPA 106 TRUE RMS MULTIMETER ispravno mjeri napon (RMS).
Bilješke
Za sinusoidalni signal, fazni napon u mreži (neutralni - faza, fazni napon) jednak je:
Urms f = Umax f / (√2)
Za sinusoidni signal, linearni napon u mreži (faza - faza, interlinearni napon) jednak je:
Urms l = Umax l / (√2)
Odnos između faznog i mrežnog napona:
USKZ l = USKZ f * √3
Oznake:
f – linearni (napon)
l – faza (napon)
RMS – korijen srednje kvadratne vrijednosti
max – maksimalna ili vrijednost amplitude (napona)
Primjeri:
Fazni napon 220 V odgovara linearnom naponu 380 V
Fazni napon 230 V odgovara mrežnom naponu 400 V
Fazni napon 240 V odgovara linearnom naponu 415 V
Fazni napon:
Mrežni napon 220 V (RMS), - vrijednost napona amplitude oko ±310 V
Mrežni napon 230 V (RMS), - vrijednost napona amplitude oko ±325 V
Mrežni napon 240 V (RMS), - vrijednost napona amplitude oko ±340 V
Linijski napon:
Mrežni napon 380 V (RMS), - vrijednost napona amplitude oko ±537 V
Mrežni napon 400 V (RMS), - vrijednost napona amplitude oko ±565 V
Mrežni napon 415 V (RMS), - vrijednost napona amplitude oko ±587 V
Ispod je tipičan primjer faznih napona u 3-faznoj mreži:
 |
G.I. Atabekov Fundamentals of Circuit Theory p. 176, 434 pp.
Izmjenični naponi i struje mogu se karakterizirati različitim pokazateljima. Na primjer, za izmjenični periodički napon proizvoljnog oblika u(t), osim vrijednostima amplitude, može se karakterizirati:
- Prosječna vrijednost(konstantna komponenta)
- prosječna ispravljena vrijednost
- djelotvoran ili efektivna vrijednost
Najčešće se učinak izmjeničnog napona ili struje procjenjuje prema prosječnoj snazi tijekom razdoblja koje zagrijava aktivni otpor R kroz koji prolazi izmjenična struja (ili na koji se dovodi izmjenični napon). Proces zagrijavanja je inercijalan i obično je njegovo vrijeme mnogo duže od perioda T izmjenični napon ili struja. U tom smislu, uobičajeno je koristiti efektivnu vrijednost sinusoidnog napona i struje. U ovom slučaju:
Odavde je jasno da je za mjerenje efektivne vrijednosti sinusoidnog napona ili struje dovoljno izmjeriti njihovu vrijednost amplitude i podijeliti s √2 = 1,414 (ili pomnožiti s 0,707).
AC voltmetri i ampermetri često se koriste za mjerenje AC napona i razina struje nesinusoidnog oblika. Teoretski, takvi se signali mogu prikazati Fourierovim redom koji se sastoji od zbroja konstantne komponente signala, njegovog prvog harmonika i zbroja viših harmonika. Za linearne sklopove, zbog načela superpozicije, snaga nesinusoidnog signala određena je snagom svih njegovih komponenti. Ovisi o harmonijskom sastavu signala, određenom oblikom signala.
U pravilu, bez obzira na metodu mjerenja, obično se kalibriraju u efektivnim vrijednostima sinusoidnog izmjeničnog napona ili struje. Obično se u ovom slučaju, uz pomoć punovalnog ispravljača, naponi ili struje ispravljaju i moguće je izmjeriti njihov prosječni ispravljeni napon (često se jednostavno naziva prosjekom, ali to nije sasvim točno - vidi gore). Odstupanje oblika izmjeničnog napona od sinusoidnog obično se uzima u obzir faktorom oblika:
k f =U d /U prosj
Za kvadratni val (meander) k F =1, a za sinusne k F =π/2√2=1,1107. Ova razlika uzrokuje veliku razliku u očitanjima čak iu ovim jednostavnim slučajevima.
Danas su osobna računala u širokoj upotrebi, Mobiteli s odašiljačima pulsnog načina rada, pretvaračima impulsnog i rezonantnog napona i izvorima napajanja, električnim pogonima promjenjive brzine i drugom opremom koja troši struje u obliku kratkotrajnih impulsa ili segmenata sinusoida. U ovom slučaju, srednja kvadratna vrijednost signala mora uzeti u obzir sve harmonike njegovog spektra. U ovom slučaju kažu da jest prava efektivna vrijednost (TrueRMS ili TRMS).
Nažalost, pri mjerenju napona i struja s različitim vremenskim ovisnostima osim sinusoidnim, nastaju veliki problemi zbog kršenja odnosa između prosječnih ispravljenih ili amplitudnih vrijednosti izmjeničnog napona ili struje i njihovih efektivnih vrijednosti. Konvencionalni mjerači napona i struje s prosječnim očitanjima u ovom slučaju daju neprihvatljivo veliku pogrešku, vidi sl. Pojednostavljeno mjerenje efektivne vrijednosti struja ponekad može dovesti do podcjenjivanja do 50% pravih rezultata.
Riža. 1. Usporedba različitih vrsta mjerenja promjenjivih napona i struja
Korisnik koji to ne zna može se dugo pitati zašto osigurač u uređaju sa strujom od 10 A redovito izgara, iako je prema očitanjima ampermetra ili konvencionalnog multimetra struja prihvatljiva vrijednost od 10 A. Ako krivulja izmjerenog napona ili struje odstupa od idealnog oblika sinusoide, preciziranje korištenjem faktora od 1,1107≈1,1 postaje neprihvatljivo. Iz tog razloga mjerači s prosječnim očitanjima često daju netočne rezultate pri mjerenju struja u modernim energetskim mrežama. S tim u vezi stvoreni su instrumenti koji mjere stvarno pravu efektivnu vrijednost izmjeničnog napona i struje bilo kojeg oblika, koja se određuje zagrijavanjem linearnog otpornika spojenog na mjereni napon.
Današnji moderni multimetri koji mjere pravu efektivnu vrijednost izmjeničnog napona ili struje (ne nužno sinusnog vala) obično su označeni oznakom True RMS. Takvi mjerači koriste naprednije mjerne krugove, često s mikroprocesorskom kontrolom i korekcijom. To je omogućilo značajno povećanje točnosti mjerenja i smanjenje dimenzija i težine instrumenata.