NÁRADIE S DIGITÁLNOU DUŠOU
Meranie striedavých signálov pomocou multimetrov s funkciou True RMS
Skoro všetky číslicové multimetre dostupné na trhu umožňujú merať striedavé napätie a prúd (AC). Avšak nie všetky prístroje merajú skutočnú efektívnu hodnotu známu ako True RMS. Multimetre, ktoré nie sú vybavené funkciou True RMS, merajú skutočnú hodnotu signálu spriemerovaním usmerneného signálu a následne ho prevedú na skutočnú hodnotu (1):
Bez ohľadu na tvar vstupného signálu je hodnota koeficientu tvaru, ktorá sa berie na vyznačenie skutočnej hodnoty, 1,11 a zodpovedá koeficientu tvaru sínusoidy. Znamená to, že meranie skutočnej hodnoty sa vykonáva s najväčšou presnosťou iba pre sínusový priebeh.
Pre iné striedavé signály bude meranie veľmi nepresné, pretože majú rozličné hodnoty koeficientu tvaru kF. Napríklad pri obdĺžnikovom priebehu s vyplnením 50% to bude chyba 11% pretože kF =1,00.
Vyplýva to z toho, že v praxi je možné správne a presne merať signál striedavého napätia sínusového tvaru. Meracie prístroje bez funkcie True RMS sú vhodné iba na meranie sieťového napätia, ktoré je zvyčajne sínusové. Meranie sieťového prúdu takým prístrojom môže byť nepresné, pretože prúd v spotrebičoch napájaných sieťovo nie je vždy sínusový a taký ani byť nemusí.
Presné meranie skutočnej efektívnej hodnoty ľubovoľných striedavých nesínusových signálov prúdu a napätia si vyžaduje použitie multimetra True RMS, ktorý meria v súlade s definíciou.
Hlavným obmedzením pri používaní multimetrov True RMS je rýchlosť zmien signálov vyjadrená:
- medzným kmitočtom,
- rýchlosťou rastu signálu
- alebo šírkou frekvenčného pásma signálu.
Existuje mnoho praktických prípadov, v ktorých je opodstatnené, ba dokonca nevyhnutné používanie prístrojov s funkciou True RMS, pretože máme do činenia so striedavými signálmi, ktoré nie sú sínusoidné.
V elektronike sa objavujú často obdĺžnikové, trojuholníkové, pílové a nesínusové a rozlične modulované, ktorých skutočnú hodnotu možno presne zmerať iba multimetrom s True RMS.
Veľmi často je sieťový prúd v zaťaženom obvode zdeformovaný a nesínusoidný kvôli nelineárnej charakteristike spotrebičov (napr. žiarovky).
V napájacích sústavách s jednosmerným napätím je veľmi populárne ovládanie výkonu pomocou impulzovej šírkovej modulácie PWM (napr. ovládanie rýchlosti chladiacich ventilátorov v počítačoch, zdrojoch). V takom prípade je priebeh pracovného prúdu a napájacieho napätia impulzný a môže byť obdĺžnikový alebo ľubovoľne zdeformovaný, a preto sa skutočná hodnota dá zmerať pomocou multimetra True RMS.
Podobne vyzerá problém s meraním v napájacích sústavách so sínusoidným striedavým napätím, v ktorých sa používa ovládanie pomocou tyristorov alebo triakov (napr. stmievače osvetlenia). Prúd tečie len v krátkych časových intervaloch, pretože napájacie napätie sa zapája iba cez časť sieťovej sínusoidy.
Ďalším veľmi charakteristickým prípadom je meranie skutočnej hodnoty prúdu odoberaného spínanými DC zdrojmi, ktoré sa vo všeobecnosti používajú v počítačoch, monitoroch, nabíjačkách a mnohých iných zariadeniach čiernej a bielej techniky. Priebeh pracovného prúdu je pravidelný, má impulzný charakter, s rýchlym rastom a krátkou dobou trvania. Znamená to, že väčšina dnešných zariadení pracuje s prúdom, ktorého skutočnú hodnotu môžeme presne zmerať výlučne pomocou multimetrov True RMS.
Multimetre s funkciou True RMS môžeme jednoduchým spôsobom použiť na označenie činného výkonu spotrebiča , ak má rezistentný charakter. Postačí zmerať presnú skutočnú hodnotu napätia VRMS a prúdu IRMS tečúceho cez toto zaťaženie a následne vynásobiť výsledky meraní. Presné meranie napájacieho napätia a pracovného prúdu s použitím multimetrov True RMS umožňuje tiež presne definovať činný výkon spotrebičov s impulzným alebo striedavým napájaním.
Na záver, multimetre True RMS zabezpečujú presné meranie väčšiny striedavých signálov prúdu a napätia v praxi. Výrazne zvýšená funkčnosť a presnosť merania multimetrov s funkciou True RMS zdôvodňuje aj vyššie obstarávacie náklady pri tomto type meracích zariadení. Tieto multimetre sú určené pre všetkých, ktorí potrebujú funkčný a presný multimeter pre širokospektrálne využitie.