УРЕДИ С ЦИФРОВА ДУША
Измерване на променливи сигнали с помощта на мултиметри с функция True RMS
Практически всички достъпни на пазара цифрови мултиметри позволяват измерване на променливи токове и напрежения (AC). Но не всички уреди могат да извършат измерване на действителната ефективна стойност опредляна като True RMS. Мултиметрите, които не са оборудвани с преобразувател True RMS, извършват измерване на ефективната стойност на сигнала чрез осредняване на изправения сигнал, след което резултата се скалира към ефективната стойност съгласно зависимостта (1):
Независимо от формата на входния сигнал стойността на коефициента на формата, приета за определяне на ефективната стойност е 1,11 и съответства на коефициента на формата на синусоида. Това означава, че измерването на ефективната стойност се извършва с най-висока точност само за синусоидния сигнал.
За другите променливи сигнали измерването ще бъде много неточно поради различните стойности на коефициентите на формата kF. Например: правоъгълен сигнал с коефициент на запълване 50% ще има грешка 11% тъй като коефициентът kF =1,00.
От тук следва, че на практика може да се измерват правилно и прецизно сигнали на променливо напрежение със синусоидална форма. Измервателните уреди без функция True RMS ще бъдат от полза само за измерване на мрежовото напрежение, което обикновено е синусоидално. Измерването на мрежовия ток с такъв уред може да бъде неточно, тъй като токът в приемниците, захранвани от мрежата не винаги е синусоидален и не трябва да бъде такъв.
За точното измерване на ефективната стойност на произволни променливи, несинусоидални сигнали на тока и напрежението е необходимо използването на мултиметър True RMS, който реализира измерване в съответствие с дефиницията.
Главното ограничение за използването на мултиметрите True RMS е бързата смяна на сигналите, изразявана чрез:
- гранична честота,
- скорост на нарастване на сигнала
- или широчината на честотната лента на сигнала.
Има много практически примери, в които е основателно, дори необходимо използването на уреди с функция True RMS, тъй като работим с променливи, несинусоидални сигнали.
В електрониката често се появяват периодични сигнали правоъгълни, триъгълни, трионообразни и несинусоидални и с различна модулация, чиято ефективна стойност може да се измери само с мултиметър True RMS.
Много често мрежовия ток, протичащ в натоварената верига е деформиран и несинусоидален поради нелинейната характеристика на приемниците (напр. лампи).
В системите, захранвани с постоянно напрежение много популярно е управлението с помощта на модулатори на широчината на импулсите PWM (напр. управление на скоростта на охлаждащите вентилатори в компютрите, захранващите устройства). В този случай токът на натоварването и захранващото напрежение са импулсни и може да бъде правоъгълен или произволно деформиран, поради което измерването на ефективната стойност е възможно с помощта на мултиметър True RMS.
Проблем с измерването има и в системите захранвани със синусоидално променливо напрежение, в които се използва управление с помощта на тиристори или триаци (напр. димери).Токът на натоварването тече само през кратки периоди от време, тъй като захранващото напрежение е включено само през част от периода на мрежовото синусоидално напрежение.
Поредният характерен случай е измерване на ефективната стойност на тока, консумиран от импулсни захранващи устройства DC, широко използвани в компютрите, мониторите, зарядните устройства и много други устройства на черна и бяла техника. Токът на натоварването има периодична форма, но с импулсен характер с висока скорост на нарастване и кратко време на действие. Това означава, че повечето съвременни устройства консумират ток, чиято ефективна стойност може да се измерва точно само и единствено с помощта на мултиметри True RMS. Мултиметрите с функция True RMS могат по лесен начин да се използват също за определяне на активната мощност на приемника, ако той е резистивен.
Достатъчно е да измерите точната ефективна стойност на напрежението на товара VRMS и тока IRMS, протичащ през този товар, след което да умножите резултатите от измерването. И така прецизното измерване на захранващото напрежение и тока на натоварването с използване на мултиметрите TRUE RMS позволява също точно определяне на активната мощност на приемниците в системите, захранвани с импулсно и променливо напрежение.
Обобщавайки, мултиметрите с вграден преобразувател True RMS осигуряват точно измерване на повечето променливи сигнали на тока и напрежението, които се срещат в практиката. Значително повишената функционалност и точност на мултиметрите с функция True RMS обосновава малко по-високата цена на тези измервателти уреди. Поради това тези мултиметри са предназначени за всички, които се нуждаят от функционален и точен мултиметър за широко приложение.