Todellinen rms rms -mitta. Todellinen RMS-tehomittari kuormituksen ohjaus- ja hallintatoiminnolla

Neliön keskiarvo (RMS). Tehokas tai vaikuttava arvo
True Root Mean Square (TRMS)

Root-mean-square (RMS) - keskineliöarvo - eng.
True Root-Mean-Square (TRMS) - todellinen neliön keskiarvo - eng.

Jokaiselle jaksolliselle funktiolle (esimerkiksi virta tai jännite), jonka muoto on f = f (t), funktion rms-arvo määritellään seuraavasti:

silloin jaksollisen ei-sinimuotoisen funktion tehollinen arvo ilmaistaan ​​kaavalla

Koska Fn on n:nnen harmonisen amplitudi, niin Fn / √2 on harmonisen tehollinen arvo. Siten saatu lauseke osoittaa, että jaksollisen ei-sinimuotoisen funktion tehollinen arvo on yhtä suuri kuin harmonisten tehollisten arvojen ja vakiokomponentin neliön summan neliöjuuri.

Esimerkiksi, jos ei-sinimuotoinen virta ilmaistaan ​​kaavalla:

silloin rms-virran arvo on:

Kaikkia yllä olevia suhteita käytetään laskettaessa ISKZ-mittaustestajissa, UPS-virranmittauspiireissä, verkkoanalysaattoreissa ja muissa laitteissa.

Todellinen keskimääräinen neliö (TRMS)

Useimmat yksinkertaiset testaajat eivät voi mitata tarkasti ei-sinimuotoisen signaalin (eli signaalin, jolla on suuri harmoninen särö, kuten neliöaalto) RMS-arvoa. Ne määrittävät oikein vain sinimuotoisten signaalien RMS-jännitteen. Jos tällainen laite mittaa suorakaiteen muotoisen RMS-jännitteen, lukema on virheellinen. Virheen syynä on se, että tavanomaiset testaajat ottavat laskennassa huomioon perusharmonisen (tavanomaiselle verkolle - 50 Hz), mutta eivät ota huomioon signaalin korkeampia harmonisia.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi on olemassa erityisiä instrumentteja, jotka mittaavat tarkasti RMS:n ottaen huomioon korkeammat harmoniset (yleensä jopa 30-50 harmonista). Ne on merkitty TRMS- tai TRMS-symbolilla (true root-mean-square) - todellinen neliökeskiarvo, True RMS, todellinen RMS.

Joten esimerkiksi tavanomainen testeri voi mitata virheellä UPS-lähdön jännitteen likimääräisellä siniaaltolla, kun taas "APPA 106 TRUE RMS MULTIMETER" -testeri mittaa jännitteen (RMS) oikein.

Huomautukset

Sinimuotoiselle signaalille verkon vaihejännite (nolla - vaihe, vaihejännite) on yhtä suuri:

USCZ f = Umax f / (√2)

Sinimuotoiselle signaalille linja-linja-jännite (vaihe-vaihe, interlineaarinen jännite) on:

URMS l = Umax l / (√2)

Vaiheen ja verkkojännitteen välinen suhde:

USCZ l = USCZ f * √3

Legenda:

f - lineaarinen (jännite)

l - vaihe (jännite)

RMS - neliön keskiarvo

max - maksimi- tai huippuarvo (jännite)

Esimerkkejä:

Vaihejännite 220 V vastaa verkkojännitettä 380 V

Vaihejännite 230 V vastaa verkkojännitettä 400 V

Vaihejännite 240 V vastaa verkkojännitettä 415 V

Vaihejännite:

Verkkojännite 220 V (RMS), - jännitteen huippuarvo noin ± 310 V

Verkkojännite 230 V (RMS), - jännitteen huippuarvo noin ± 325 V

Verkkojännite 240 V (RMS), - jännitteen huippuarvo noin ± 340 V

Linjajännite:

Verkkojännite 380 V (RMS), - jännitteen huippuarvo noin ± 537 V

Verkkojännite 400 V (RMS), - jännitteen huippuarvo noin ± 565 V

Verkkojännite 415 V (RMS), - jännitteen huippuarvo noin ± 587 V

Alla on tyypillinen esimerkki vaihejännitteistä 3-vaiheisessa verkossa:



G.I. Atabekov Ketjuteorian perusteet s. 176, 434 s.

Tarkat mittaukset ovat nykyaikaisten tuotantolaitosten ja eri organisaatioiden laitteiden tekniikkojen ja palveluasiantuntijoiden vaikea tehtävä. Jokapäiväiseen elämäämme kuuluu yhä enemmän henkilökohtaisia ​​tietokoneita, säädettävänopeuksisia asemia ja muita laitteita, joilla on ei-sinimuotoiset virrankulutuksen ja käyttöjännitteen ominaisuudet (lyhytaikaisten pulssien muodossa, vääristyminä jne.). Tällaiset laitteet voivat aiheuttaa riittämättömiä lukemia tavanomaisissa keskiarvomittareissa (jotka laskevat rms-arvon).

Miksi valita True-RMS-instrumentit?

Kun puhumme vaihtovirtavirroista, tarkoitamme yleensä keskimääräistä tehollista lämpöhäviötä tai neliökeskiarvoa (RMS). Tämä arvo vastaa tasavirtaa, joka tuottaa saman lämpövaikutuksen kuin mitattava AC, ja se lasketaan seuraavalla kaavalla:

.

Yleisin tapa mitata tämä rms-virta mittarilla on tasasuuntaa vaihtovirta, ottaa tasasuunnatun signaalin keskiarvo ja kertoa tulos kertoimella 1,1 (ihanteen rms- ja rms-arvojen välinen suhde). sinusoidi).

Kuitenkin, kun sinikäyrä poikkeaa ihanteellisesta muodosta, tämä kerroin lakkaa toimimasta. Tästä syystä keskiarvomittarit antavat usein virheellisiä tuloksia mitattaessa virtoja nykyaikaisissa sähköverkoissa.

Lineaariset ja epälineaariset kuormat

Riisi. 1. Sinimuotoisen ja vääristyneen muodon jännitekäyrät.

Lineaarisille kuormille, jotka sisältävät vain vastukset, käämit ja kondensaattorit, on ominaista sinimuotoinen virtakäyrä, joten niiden parametrien mittaamisessa ei ole ongelmia. Epälineaaristen kuormien, kuten taajuusmuuttajien ja toimistolaitteiden virtalähteiden, tapauksessa esiintyy kuitenkin vääristyneitä käyriä, jos suuritehoiset kuormat aiheuttavat häiriöitä.

Riisi. 2. Henkilökohtaisen tietokoneen virtalähteen virran ja jännitteen käyrät.

Virtojen rms-arvon mittaus sellaisista vääristyneistä käyristä tavanomaisilla mittareilla voi antaa kuorman luonteesta riippuen todellisten tulosten huomattavan aliarvioinnin:


Laiteluokka
Kuorman tyyppi / käyrän muoto
PWM (meander)yksivaiheinen diodi
tasasuuntaaja
kolmivaiheinen diodi
tasasuuntaaja
RMS oikeinyliarviointi 10 %aliarviointi 40 %aliarviointi 5 % ... 30 %
Todellinen RMS oikeinoikeinoikeinoikein

Siksi tavallisten laitteiden käyttäjillä on kysymys, miksi esimerkiksi 14 ampeerin sulake palaa säännöllisesti, vaikka ampeerimittarin mukaan virta on vain 10 A.

Todelliset RMS-instrumentit

Virran mittaamiseksi vääristyneillä käyrillä on tarpeen tarkistaa sinimuodon muoto signaalikäyräanalysaattorilla ja käyttää sitten mittaria, jolla on keskiarvolukemat, vain, jos käyrä osoittautuu todella ideaaliksi sinimuodoksi. On kuitenkin paljon kätevämpää käyttää True RMS -mittaria koko ajan ja olla aina varma mittauksistasi. Tämän luokan nykyaikaiset yleismittarit ja virtapihdit käyttävät edistynyttä mittaustekniikkaa vaihtovirran todellisten rms-arvojen määrittämiseen riippumatta siitä, onko virtakäyrä täydellinen sinimuotoinen vai vääristynyt. Tätä varten käytetään erityisiä muuntimia, jotka määrittävät pääasiallisen kustannuseron budjettivastineiden kanssa. Ainoa rajoitus on, että käyrän on oltava käytettävän laitteen sallitulla mittausalueella.

Kaikki, mikä koskee epälineaaristen kuormitusvirtojen mittauksen ominaisuuksia, pätee myös jännitteiden mittaukseen. Jännitekäyrät eivät myöskään usein ole täydellisiä sinimuotoja, jolloin keskiarvomittarit antavat vääriä tuloksia.

Aina ei tarvitse suorittaa mittauksia vain mittauslaitteen oikein kytkemiseksi. On erittäin tärkeää vastata itsellesi kysymykseen: miksi mittaan tätä? Virran mittaamiseksi, kun tarkistetaan langan lämmön vapautumista, tarvitaan yksi parametri, virran mittaamiseksi kondensaattorin tai akun lataustason määrittämiseksi - aivan toinen.

Parametrit voidaan ilmaista keskiarvoina, rms ( RMS, Juuri tarkoittaa neliötä), hetkellinen tai huippuarvo. Tärkeää ei ole vain kuorman tyyppi, vaan myös se, onko kyseessä vaihto- vai tasavirta ja miltä jännitteen ja virran muoto näyttää. Jännitteen ja virran käsitteisiin liittyvät läheisesti teho ja energia.

Välittömät arvot

Hetkellinen virta, jännite ja teho ovat arvoja, jotka vastaavat tiettyä ajanhetkeä. Mikä tahansa signaali koostuu äärettömästä määrästä hetkellisiä arvoja. Jännitteen tapauksessa tämä kirjoitetaan muodossa.

Harkitse piiriä, joka koostuu sarjaan kytketystä vastuksesta ja induktorista, jotka on kytketty sinimuotoiseen jännitelähteeseen huippujännitteellä ja -taajuudella Hz.

Sinijännite ajan funktiona voidaan tässä tapauksessa kirjoittaa seuraavasti:

(1)

Virralla on maksimiarvo ja se siirtyy jännitteen suhteen:

(2)

Teho ajan funktiona on vastaavat hetkelliset jännitteen ja virran arvot:

(3)

Alla oleva kuva näyttää jännitteen, virran ja tehon kuvaajat.

Esimerkiksi harmaa viiva näyttää hetkelliset arvot tällä hetkellä neiti:

v (4,2) = 2,906 V

i (4,2) = 0,538 A

p (4,2) = 1,563 W

Tiettynä ajankohtana hetkellinen jännite ja virta voidaan aina kertoa laskemalla hetkellinen teho.

Keskiarvot

Keskiarvot ovat yleisimmin käytettyjä parametreja.

Jos yleismittari on asetettu mittaamaan DC-arvoja, keskimääräinen jännite ja virta mitataan. Lisäksi, jos yleismittari toimii tasavirtamittaustilassa, se mittaa myös vaihtovirtasignaalien keskimääräisen jännitteen tai virran. Symmetrisen vaihtojännitteen tapauksessa yleismittari näyttää, mikä on oikea arvo.

Jännite ja virta

Keskiarvo on hetkellisten arvojen kaikkien tulojen summa jaettuna tehtyjen mittausten lukumäärällä. Jos mittauksia tehdään äärettömän monta kertaa, niin voidaan mennä rajalle, jossa mittausaikaväli → 0 ja summa muuttuu integraaliksi. Yleisesti:

(4)

Jännitteelle saamme:

(5)

Yleismittari

Kuten aiemmin mainittiin, yleismittari, kun se on asetettu DC-mittaukseen, mittaa jännitteen tai virran keskiarvon. Digitaalisissa instrumenteissa tämä keskiarvo saadaan käyttämällä RC-suodattaa. Tulosignaalista lasketaan jatkuvasti keskiarvo aikavakion aikana. Kaavana:

(6)

Jännitteen keskiarvo RC-suodattimella

Energiaa ja voimaa

Yhtälö (3) osoittaa, että hetkellisen jännitteen ja virran tulo johtaa hetkelliseen tehoon. Jos lasket yhteen hetkellisen tehon kerrottuna äärettömällä pienellä ajalla, tuloksena on energiaa. Koska :

(7)

Energia on todellakin teho kerrottuna ajalla: ja energiapaketteja voidaan aina lisätä kokonaisenergian laskemiseksi.

Otetaan jälleen esimerkkinä induktorin ja vastuksen sarjakytkentä. Alla olevassa kuvassa musta viiva esittää energian dynamiikkaa ajan kuluessa laskettuna yhtälön (7) mukaisesti.

Tehokäyrällä, kun kyseessä on jännite ja virta vaihtelevalla polariteetilla, on myös jaksollinen amplitudin muutos kaksinkertaisella taajuudella. Koska energia hajoaa vastuksessa, tehokäyrän positiivisten arvojen harmaa alue on suurempi kuin negatiivinen alue.

Energia-arvo (musta viiva) milloin tahansa on yhtä suuri kuin tehokäyrän alla oleva pinta-ala siihen pisteeseen asti. On selvästi nähtävissä, että energia jaksottaisesti kasvaa voimakkaammin kuin pienenee tehokäyrän amplitudi-epäsymmetrian seurauksena akselin ympäri.

Kuvassa näkyy ajanjakso. Tällä aikavälillä järjestelmään saapunut energia ilmaistaan ​​ja lasketaan seuraavasti:

(8)

Keskimääräinen teho tietyn ajanjakson aikana on yhtä suuri kuin energian kokonaismäärä tänä aikana jaettuna mittausajalla:

(9)

Jos tämä korvataan yhtälöllä (8), keskimääräinen teho voidaan laskea mille tahansa.

(10)

Tämä yhtälö saatiin kohdan (4) mukaisesti. Aktiivinen teho on aina keskimääräinen teho.

Tämä yhtälö keskimääräisen tehohäviön laskemiseksi on aina voimassa, koska laskenta perustuu hetkellisiin arvoihin. Ei ole väliä onko virta tasa- vai vaihtovirtaa, miltä jännitteen ja virran aaltomuoto näyttää ja onko jännitteen ja virran välillä vaihesiirtoa.

Keskitehon laskemisen yhtälö on tehomittareissa käytetyn menetelmän ytimessä. Sähkömittarit kotona ja yrityksissä toimivat yhtälön (8) mukaisesti, joka voidaan kirjoittaa seuraavasti:

(11)

Integraalin yläraja on ajankohta, jolloin energiamittari lukee arvon.

Tehokas ( RMS) arvot

RMS ( RMS), tai tehollinen arvo on jännite- tai virta-arvo, jolla kuorma haihduttaa saman tehon kuin vakiojännitteellä tai -virralla.
Vaihtojännitteellä, jolla on tehollinen arvo 230V Kuormalla syntyy sama määrä lämpöä kuin vakiojännitteellä 230V... R.m.s.-arvo koskee vain lämmönpoistoa resistiivisessä kuormassa. Esimerkiksi arvo RMS virta on hyödyllinen mittaamaan jännitettä kuormitettuna johdossa (= resistiivinen), mutta ei mittaamaan akun tai kondensaattorin latausvirtaa (= elektronivirta).

Keskivertoneliön arvo

RMS on lyhenne sanasta Juuri tarkoittaa neliötä, joka tarkoittaa kirjaimellisesti neliön keskiarvoa.

Ylijännite tai virta ajan funktioina arvon laskemiseksi RMS kolme matemaattista operaatiota suoritetaan peräkkäin: neliöinti, keskiarvo ja neliöjuuren erotus. Miksi niin?

Virtahäviö jännitelähteeseen kytketyn vastuksen yli:

(12)

Hetkellinen teho ja jännite:

(13)

Keskimääräisen tehon laskeminen ajan funktiona on esitetty kohdassa (10). voimme löytää osoitteesta (13):

(14)

Koska on vakio, se voidaan ottaa integraaliksi:

(15)

Siirtämällä yhtälön (12) jännitettä vasemmalle, voimme laskea jännitteen keskimääräisestä tehosta ja resistanssista:

(16)

Sitten korvaamme lasketun keskitehon (15) yhtälöllä (16):

(17)

Pienentämällä vastusarvoja saamme:

(18)

On selvästi nähtävissä, että tämä yhtälö koostuu kolmesta osasta: neliö, keskiarvo ja neliöjuuri.

Yllä olevissa laskelmissa laskettiin vastuksen yli olevan jännitteen arvo. Sama voidaan tehdä vastuksen läpi kulkevalle virralle:

(19)

Useimmat yleismittarit eivät pysty laskemaan mitatun jännitteen tehollista arvoa. RMS-arvon selvittämiseksi tarvitaan yleensä erityinen instrumentti.

Alla olevasta kuvasta näkyy, kuinka laite laskee mitatun jännitteen. Todellinen RMS(todelliset rms-arvot). Todellinen RMS Laite käyttää käytännössä hieman erilaista toimintatapaa, jossa tarvitaan vain yksi kerroin. Analogisissa kertoimissa on oltava erittäin alhainen lämpötilaryömintä ja offset, mikä tekee näistä instrumenteista melko kalliita.

Analoginen piiri RMS-arvojen saamiseksi

Lisäksi voit tehdä laskelmia RMS ohjelmallisesti mitattujen jännitteiden peräkkäisillä digitaalisilla arvoilla. Tätä lähestymistapaa käytetään yleisesti yleismittareissa ja.

Pseudo RMS

Useimmat yleismittarit eivät mittaa RMS-arvot, kun AC-tila on valittuna. Ne näyttävät kuitenkin antavan tehokkaita arvoja vaihtojännitteitä ja -virtoja mitattaessa. Näytetyt arvot ovat kuitenkin voimassa vain sinimuotoista signaalia mitatessa.

Yksinkertainen instrumentti suoristaa ensin mitattavan signaalin. Sitten RC- Alipäästösuodatin korostaa keskiarvon, joka skaalataan niin, että mittari näyttää tehollisen arvon. Yhtälönä:

(20)

Tämän lähestymistavan haittana on, että se soveltuu vain sinimuotoisille signaaleille. Kaikille muille aaltomuodoille saadaan virheellinen tehollinen arvo.

Nimellisteho?

Erityisesti äänitekniikassa termiä "nimellisteho" käytetään laajalti. Tämä on määritelmän mukaan väärä nimitys.

Hieman edellä, kun puhutaan energiasta ja tehosta, on osoitettu, että käyttöteho lasketaan energian kokonaismäärästä jaettuna ajalla, jonka tätä energiaa mitataan, katso yhtälö (9). Kokonaisenergia määritetään summaamalla kaikki hetkelliset energiapaketit, katso yhtälö (11). Tämä on ainoa oikea tapa laskea aktiivinen teho.

Kuten edellä on osoitettu, tehollinen arvo vastaa vakiojännitettä tai virtaa, joka tuottaa saman tehon samalla resistanssilla. Tämä indikaattori lasketaan hetkellisen jännitteen (tai virran) neliön keskiarvon neliöjuurena. Ei ole mitään syytä ajatella, että nämä kolme matemaattista operaatiota on suoritettava hetkellisen tehon saamiseksi. Se olisi merkityksetöntä.

Kaksi vuotta sitten tarkistin tämän yleismittarimallin. Se oli ystäväni pyynnöstä tilattu laite. Tällä kertaa tilasin sen itse (laskin sen lahjaksi). Sain tilauksen keväällä. Mutta mielestäni arvostelu ei ole menettänyt merkitystään. Joten mikä sai minut tekemään tämän arvostelun? Siinä aiheessa tein yhden vakavan laiminlyönnin. En huomannut True RMS -kirjoitusta ollenkaan. Muutama mitta jäi myös minulta väliin. Tarkistan tarkemmin.
Ja ei haittaisi muistuttaa, että on olemassa niin halpa yleismittari (halvin True RMS:llä). Loppujen lopuksi kaikki eivät ole lukeneet tätä arvostelua.

Ostin yleismittarin alennuksella. Jos sinulla on pisteitä, voit myös käyttää niitä.
Katsotaanpa ensin nopeasti, kuinka kaikki saapui. Paketti on jäljitön. En todellakaan halunnut maksaa kappaleesta, koska tiesin erityisesti, että kaikki tulee tästä kaupasta niin hyvin (alle 30 päivää maksusta).


Vakiopaketti ilman "kuplaa". Sisällä polyeteenivaahdon piti suojata laitetta kaikilta yllätyksiltä.

Hän ei suojellut kaikilta yllätyksiltä. Tämän seurauksena meillä on vakavasti litistetty laatikko. Mutta laite on turvallinen.
Tässä on mitä mukana:
1-laatikko
2-Multimetri
3-Ohjeet "kiinan äidinkielellä". Skannaus on katsottavissa täältä:

4-Kaksi AAA-paristoa (yleismittarin sisällä).
5-Pitsi päällä ……. käsi? Enemmän kuin kaksi sormea ​​(no, hyvin pieni).
6-Takuukortti.


Tänä aikana mikään ei ole muuttunut laitteen suunnittelussa.


Holografinen tarra, joka vahvistaa aitouden (hieroglyfit keskellä ja sen kehällä).


Avaan kannen ja laite on käyttövalmis. Johdolliset anturit on koottu siististi erityiseen taskuun. Johtojen pituus 37cm + anturit 10cm. Tilaa on hyvin vähän. Vaikeudella kaikki sopii.


Johdot ovat ohuita eivätkä pehmeitä. Jos heität sen autoon ja käytät sitä silloin tällöin, se kestää pitkään. Anturit on pian vaihdettava päivittäiseen käyttöön. Uudet eivät mahdu taskuun. Sinun on porattava reikä (reikä) sivuun. Muuten kansi ei sulkeudu.
En huomannut tätä kirjoitusta silloin.


Kannessa on lyhyt kuvaus laitteen ominaisuuksista.


Kaupan sivulla tarkemmin mittausvirhettä ilmoittaen.

Itse asiassa kaikki on paljon paremmin. Tästä lisää myöhemmin.
Itse laite on muovikotelossa, jossa on kansi, joka peittää etupaneelin. Runko on siististi tehty, kaikki istuu tarpeeksi tiukasti.
Pieni yleismittari.

Punnitsi sen. Paristojen kanssa 127g.


Laitteen merkinnät ovat selkeät.


Kannessa on salpa, se sulkeutuu tiukasti, sinun on ponnisteltava hieman avataksesi sen. Kannessa on aukko. Voit sulkea laitteen kannella vain, jos tilakytkin on asetettu oikeaan vasempaan “off”-asentoon.


Kanta voidaan käyttää telineenä. Tällainen käyttö on kuitenkin kyseenalaista.

Toimintatilan kytkin on levy, jossa on selkeä kiinnitys ja napsahdus.
Kun se on kytketty päälle, tila, jossa on automaattinen mittausalueen valinta, kytkeytyy automaattisesti päälle. Siinä on keltainen "RANGE"-painike manuaalista alueen valintaa varten, syklisellä vaihdolla.
Näytön taustavaloa ei ole.
Automaattinen sammutus.
Jos laitteella ei suoriteta toimintoja kiertokytkimellä tai painikkeilla, se antaa 14-15 minuutin kuluttua neljä lyhyttä varoitusääntä (riittävän kovaa). Viidennen pidemmän ajan jälkeen yleismittari siirtyy lepotilaan ja sammuu. Sen elvyttämiseksi sinun on käännettävä tilakytkin OFF-asentoon ja kytkettävä se sitten päälle haluttuun asentoon. Se ei reagoi painikkeiden painamiseen, ei ole mahdollista "elvyttää" tällä tavalla.
Automaattisen mittaustilan "RANGE" käyttöönotto/poistaminen käytöstä (keltainen painike).
Toimii mitattaessa AC / DC resistanssia ja jännitettä. Voit tehdä tämän napsauttamalla painiketta. Lyhyt painallus vaihtaa alakaistaa. Kapasiteetin ja taajuuden mittaustilassa automaattinen mittaustila ei ole pois käytöstä.
Suhteelliset mitat "REL" (sininen painike).
Toimii jännitteen ja resistanssin mittauksessa.
Taajuutta mitattaessa vaihtuu käyttöjakson mittaustilaan.
Näytön resoluutio: 4000 lukemaa liukulukulla.


Näyttöominaisuudet ovat tarpeettomia suhteessa laitteen ominaisuuksiin.
Laite toimii kahdella AAA-paristolla. Tämä on epäilemättä plussaa.


Paristot tuli mukaan. Tavallinen suolaliuos, on parempi vaihtaa ne. Jos ne virtaavat, jouset pilaantuvat.
Ketä kiinnostaa, katsotaanpa mitä sisällä on.
Irrotin yhden itsekierteittävän ruuvin. Irrottamalla paristokotelon kantta et pääse käsiksi "sisaruksiin". Seuraavaksi sinun on neutraloitava useita salpoja.


Sitten ruuvaan irti 4 ruuvia.


Kytkimen kosketinlevyt ovat tuskin rasvattuja. Siatimilla voideltu.
Sisällä ei ole ainuttakaan trimmeriä. Toisaalta se on huono. Mittaustarkkuutta on mahdotonta säätää (tässä tapauksessa). Toisaalta hyvä. Trimmereitä ei ole, mikä tarkoittaa, että mitään ei voi mennä harhaan.
Prosessorin roolissa "blob"-tyyppinen mikropiiri. He eivät katuneet yhdistettä.


Minulla ei ole kommentteja juotoksen laadusta.
Suljen laitteen ja jatkan laitteen tarkkuuden määrittämiseksi.
Kaikkien laitteiden, joilla määritän tarkkuuden, hinta on 10 000 - 100 000 ruplaa. Nämä eivät tietenkään ole henkilökohtaisia ​​laitteita. Tuskin kenelläkään on niitä henkilökohtaiseen käyttöön. Joku kiinnostaa.
Katsotaan kuinka muutos mitataan B1-9:llä (asennus volttimittareiden tarkastusta varten)


Tällä asetuksella voit mitata virheen suoraan prosentteina. Mutta en käytä tätä kätevää vaihtoehtoa. Annan kaikki mitat taulukon muodossa. Tämä on mielestäni selkeämpi. Asetin taajuuden 50 Hz, nollan virhesäätimen. Kirjoitan vain mitä yleismittari näyttää.


Tulos on yksinkertaisesti upea. Et voi kiinnittää paljon huomiota 10mV:iin. Ensinnäkin virhe antaa johtoihin indusoidun jännitteen (pickup). Toiseksi, koko elämäni aikana ei ollut tarpeen mitata tällaisen tason jännitteitä. Tämän tason jännitteiden mittaamiseen tarvitaan lyhyitä suojattuja johtoja.
Tämän asetuksen avulla voit muun muassa muuttaa vertailusignaalin taajuutta. Tuloksena sain, että yleismittarin avulla voit mitata tarkasti sinusoidin alueella 10-1100 Hz.
Ja tässä on vertaileva kuva teollisuusverkon mitatusta jännitteestä toisella melko tarkalla laitteella True RMS V7-78 (pidämme sitä esimerkillisenä), joka on kerran ... kalliimpi kuin valvottu.


On ristiriitaisuuksia. Mutta tämä on erittäin hyvä tulos. Usko minua, olen työskennellyt useita vuosia ...
Vakio arvioidaan ohjelmoitavalla P320-kalibraattorilla. Se on yksinkertaista. Kytken yleismittarin kalibraattoriin ja kirjoitan ylös, mitä se (yleismittari) näyttää. Kaikki tiedot laitettiin taulukkoon.


420 mV - 4,2 V - 42 V jännitteellä tulos on yksinkertaisesti upea. Muualla - ilmoitettujen rajojen sisällä.
Siirrytään resistanssin mittaamiseen.
Resistanssiliikkeet P4834 ja P4002 auttavat minua.
Ensin sillatin anturit.

Kaikki mittaustiedot on koottu taulukkoon.


Jos emme ota huomioon 42MΩ-rajaa, virhe on paljon suurempi kuin ilmoitettu (viimeisessä numerossa).
Soittodiodit ja summeri on erotettu eri tiloihin. Kun diodit soivat, avoimissa antureissa on akun jännite. Voit soittaa LED-valoja. Kuormituksen alaisena jännite (luonnollisesti) laskee.

Summeritilassa ja resistanssia mitattaessa jännite antureiden yli on noin yksi voltti.
Nämä ovat itse asiassa mitattuja lukemia.
Tarkistan astioiden mittaustarkkuuden P5025-makasiinilla.
Selitän joitain vivahteita.
1. Näytteellä on alkukapasiteetti, se on otettava huomioon.
2. Mitattaessa yli 10 μF:n kapasiteettia mittauksissa havaitaan viive. Huomasin viiveen taulukkoon.


Myymälän kapasiteetti on rajoitettu 100 μF:iin. Minulla ei ole näytettä suuremmalle kapasiteetille.
Lisään muutaman kuvan elektrolyyttimittauksista.


Halusin tietää, mihin rajaan laite on suunniteltu. Mutta en koskaan saanut selvää.


Teknisten tietojen mukaan se voi mitata jopa 200 μF. Kuten kuvasta näkyy, se voi mitata yli 10 000 μF. Hieno ominaisuus!
Laite mittasi tämän nipun 7 sekunnissa. Vaikka näytteen testaamisen logiikan mukaan ajattelin, että hän viettäisi ainakin minuutin.
Taajuuden mittaus...
Mittaustarkkuuden selvittämiseksi liitin laitteeseen Will "TEK Stabilock 4032 -laitteen. En rasittanut itseäni. Laite pystyy antamaan kalibroituja taajuuksia, mikä on erittäin kätevää.

Pyydän anteeksi kuvan laatua. Laite on huoneen nurkassa. Ja salamalla kuvanlaatu on vielä huonompi.
Kaikki tiedot laitettiin taulukkoon. (Laitteen taajuusherkkyys kopioitiin G3-112:ssa.)
Lukemien tarkkuus on selvästi ilmoitettua suurempi.

Mittaa taajuutta yli 10 MHz. Totta, herkkyys on melko heikko. Meidän on vahvistettava signaalia. Pysähtynyt 34 MHz:iin.

Palaamme tarkastelun alkuun. Joten mikä sai minut tekemään tämän arvostelun? Siinä aiheessa tein yhden vakavan laiminlyönnin. En huomannut True RMS -kirjoitusta ollenkaan. Tämän yleismittarin erottuva piirre on mitatun vaihtovirtajännitteen rms-arvon laskenta.
Tarkastettu MHS-5200A:lla. Mielenkiintoista, että se voi tuottaa minkä tahansa muotoisia signaaleja. Asetin taajuuden 50Hz. Mutta siinä on erikoisuus. Näyttää vain signaalin heilahduksen (minun tapauksessani 10 V huippuarvon).


Aaltomuotoa ja neliön keskiarvoa (True RMS) ohjattiin toisella laitteella (joka tietää hinnan - ole hiljaa :))
Ensimmäinen arkistoitu siniaalto.

Sitten hän arkistoi näin.


Sitten tämä.


Sitten tämä.


Ja lopuksi ...


Super!
Perinteiset yleismittarit (antavat virheen yli 8 %) alkavat valehdella paljon tällaisissa aaltomuodoissa.


Kalibroin tämän laitteen (FUYI FY9805) erityisesti arvosteluja varten, pidän siitä sen numeroiden kontrastin vuoksi. Mutta et voi lisätä siihen True RMS:ää: (Siksi se valehtelee, ellei sinusoidi.
Eikä VICTOR VC921 tuottanut pettymystä. Kiinalaiset eivät pettäneet. Hän todella osaa.
On aika siirtyä viimeiseen osaan. Korostan mistä pidin ja mistä en pitänyt. Näkökulma on subjektiivinen.
Miinukset:
- Anturia ei voi vaihtaa nopeasti (rikkoutuessa), koska ne juotetaan suoraan laitelevyyn.
- Vähän tilaa antureille.
- Paleyn todistukset, toisin kuin heidän toverinsa.
- Ei mittaa virran voimakkuutta (joillekin tämä on tärkeää).
- Analogista asteikkoa ei ole.
- Ei näytön taustavaloa.
- Ei pehmeät, keskilaatuiset anturit.
Plussat:
+ Ilmaisin näyttää mitatut arvot (μF, mV, ...).
+ Automaattinen mittausrajojen valinta (mahdollisuudella poistaa toiminto käytöstä).
+ Tehty siististi ja tukevasti.
+ Voit soittaa LED-valoja.
+ Automaattisen sammutuksen läsnäolo. Laite sammuu 15 minuutin kuluttua.
+ Laite (metrologian näkökulmasta) on yksinkertaisesti upea. Totta, on joitain vivahteita.
+ Powered by kaksi AAA-elementtiä on selvä plus (minulle). Löydän sen aina ja kaikkialta (myös työmatkalla, jopa kotona)
+ Etukannessa oleva kytkimen paikka pakottaa laitteen sammumaan käytön jälkeen.
+ Mittaa elektrolyyttejä, joiden kapasiteetti on yli 10 000 μF!
+ True RMS:llä!
Johtopäätös:
Se on todella sen arvoista. Käytä kuponki, niin sinäkin olet tyytyväinen :)
Näyttää siltä, ​​että kaikki. Jos unohdit jotain, korjaa se.
Jokainen päättää itse, kuinka arvosteluni tiedot hävitetään oikein. Voin vain taata mittojeni oikeellisuuden. Jos jokin asia on epäselvä, kysy. Toivottavasti auttoi ainakin jotakuta.
Se siitä.
Onnea kaikille!

Aion ostaa +34 Lisää suosikkeihin Pidin arvostelusta +56 +100

Johdanto

TrueRMS-vaihtojännitteen mittaaminen ei ole helppo tehtävä, ei sitä miltä näyttää ensi silmäyksellä. Ensinnäkin siksi, että useimmiten ei tarvitse mitata puhtaasti sinimuotoista jännitettä, vaan jotain monimutkaisempaa, jota vaikeuttaa kohinan harmonisten esiintyminen.

Siksi houkuttelevan yksinkertainen ratkaisu, jossa keskiarvon ilmaisin muunnetaan rms:ksi. arvot eivät toimi, jos aaltomuoto on hyvin erilainen kuin sinimuotoinen tai on yksinkertaisesti tuntematon.

Ammattimaiset volttimittarit vrt. sq arvot ovat melko monimutkaisia ​​laitteita sekä piireissä että algoritmeissa. Useimmissa mittareissa, jotka ovat luonteeltaan aputoimia ja ohjaavat toimintaa, tällaista monimutkaisuutta ja tarkkuutta ei vaadita.

Se edellyttää myös, että mittari voidaan koota yksinkertaisimmalle 8-bittiselle mikro-ohjaimelle.

Yleinen mittausperiaate

Olkoon tietty vaihtojännite kuvan 2 mukaista muotoa. yksi.

Kvasisinimuotoisella jännitteellä on tietty kvasijakso T.

rms-jännitteen mittaamisen etuna on, että yleensä mittausajalla ei ole merkitystä, se vaikuttaa vain mittauksen taajuuskaistanleveyteen. Enemmän aikaa antaa enemmän keskiarvoa, vähemmän aikaa antaa mahdollisuuden nähdä lyhyen aikavälin muutoksia.

Perusmääritelmä vrt. sq arvot näyttävät tältä:


missä u (t) on hetkellinen jännitteen arvo
T - mittausjakso

Näin ollen mittausaika voi olla yleisesti ottaen mikä tahansa.

Todellista mittausta varten todellisella integrandin laskentalaitteistolla on välttämätöntä kvantisoida signaali tietyllä taajuudella, joka selvästi ylittää vähintään 10 kertaa kvasisinusoidin taajuuden. Mitattaessa 20 kHz:n taajuuksilla olevia signaaleja tämä ei ole ongelma edes 8-bittisille mikrokontrollereille.

Toinen asia on, että kaikissa vakioohjaimissa on yksinapainen virtalähde. Sen vuoksi ei ole mahdollista mitata hetkellistä vaihtojännitettä negatiivisen puoliaallon hetkellä.

Teoksessa ehdotetaan varsin nerokasta ratkaisua, kuinka vakiokomponentti viedään signaaliin. Samanaikaisesti tuossa päätöksessä määritellään se hetki, jolloin laskentaprosessi kannattaa aloittaa tai lopettaa vrt. sq arvot näyttävät olevan aika vaikeita.

Tässä artikkelissa ehdotamme menetelmää tämän haitan poistamiseksi sekä integraalin laskemista tarkemmalla tarkkuudella, jonka avulla voimme vähentää näytteenottopisteiden lukumäärää minimiin.

Mittarin analogisen osan ominaisuudet

Kuvassa Kuva 2 esittää analogisen signaalin esikäsittelypiirin ytimen.

Signaali kulkee kondensaattorin C1 kautta DA1-operaatiovahvistimeen koottuun muotoiluvahvistimeen. AC-jännitesignaali sekoitetaan vahvistimen ei-invertoivassa sisääntulossa puoleen ADC:ssä käytetystä vertailujännitteestä. Valittu jännite on 2,048 V, koska pienikokoisissa laitteissa käytetään usein +3,6 V:n tai pienempää syöttöjännitettä. Muissa tapauksissa on kätevää käyttää 4,048 V, kuten kohdassa.

Muotoiluvahvistimen lähdöstä integrointiketjun R3-C2 kautta signaali syötetään ADC:n tuloon, jolla mitataan signaalin vakiokomponentti (U0). Muotoiluvahvistimen C, signaali U' on mitattava signaali siirrettynä puolella vertailujännitteestä. Näin ollen muuttuvan komponentin saamiseksi riittää laskea ero U'-U0.
U0-signaalia käytetään myös referenssinä DA2-vertailijalle. Kun U kulkee U0:n arvon läpi, komparaattori generoi differentiaalin, jota käytetään keskeytysproseduurin muodostamiseen mittausnäytteiden keräämiseksi.

On tärkeää, että monissa nykyaikaisissa mikro-ohjaimissa on sisäänrakennetut sekä operaatiovahvistimet että komparaattorit, ADC:stä puhumattakaan.

Perusalgoritmi

Kuvassa Kuvassa 3 on esitetty perusalgoritmi tapaukseen, jossa mitataan vaihtojännitteen suuruus perustaajuudella 50 Hz.


Mittaus voidaan laukaista mistä tahansa ulkoisesta tapahtumasta käsin painettuun painikkeeseen asti.

Käynnistyksen jälkeen ensin mitataan ADC:n tulosignaalin DC-komponentti, jonka jälkeen säädin jää odottamaan positiivista eroa komparaattorin lähdössä. Heti kun reunakeskeytys tapahtuu, ohjain ottaa näytteitä 20 pisteestä, joiden aikaaskel vastaa 1/20 kvasijaksosta.

Algoritmi sanoo X ms, koska LDP:llä on oma latenssinsa. Tämä viive on otettava huomioon, jotta mittaus tapahtuisi oikeisiin aikoihin. Siksi todellinen viive on alle 1 ms.

Tässä esimerkissä viive vastaa kvasisinusoidien mittauksia 50 Hz:n alueella, mutta se voi olla mikä tahansa riippuen mitatun signaalin kvasijaksosta tietyn ohjaimen nopeuden sisällä.

Kun mitataan rms. mielivaltaisen kvasijaksollisen signaalin jännitearvot, jos ei etukäteen tiedetä, millainen signaali on, on suositeltavaa mitata sen jakso käyttämällä säätimeen sisäänrakennettua ajastinta ja samaa vertailulähtöä. Ja jo tämän mittauksen perusteella aseta viive näytteenottoon.

RMS-arvon laskeminen

Kun ADC on luonut näytteen, meillä on joukko U "[i]-arvoja, yhteensä 21 arvoa, mukaan lukien U0-arvo. Jos nyt sovelletaan Simpsonin kaavaa (tarkemmin Cotesin) numeeriseen integrointiin, kuten tarkin tälle sovellukselle, saamme seuraavan lausekkeen:

missä h on mittausvaihe ja kaavan nollakomponentti puuttuu, koska se on määritelmän mukaan 0.

Laskennan tuloksena saamme integraalin arvon puhtaassa muodossaan ADC-lukemien muodossa. Todellisiksi arvoiksi muuntamista varten saatu arvo on skaalattava ottaen huomioon referenssijännitteen arvo ja jaettava integrointiaikavälillä.

jossa Uref on ADC:n vertailujännite.

MV:ksi muutettuna K on karkeasti vain 2. Skaalaustekijä viittaa eroon hakasulkeissa. Uudelleenlaskennan ja S:n laskemisen jälkeen jaetaan mittausvälillä. Kun otetaan huomioon tekijä h, itse asiassa saamme jaettavan kokonaisluvulla sen sijaan, että kertoisimme h:lla ja jakaisimme sitten mittausaikavälillä.

Ja lopuksi poimimme neliöjuuren.

Ja tässä tulee mielenkiintoisin ja vaikein osa. Laskelmissa voi tietysti käyttää liukulukua, sillä C-kieli mahdollistaa tämän jopa 8-bittisille ohjaimille ja suorittaa laskutoimituksia suoraan annettujen kaavojen avulla. Laskentanopeus kuitenkin laskee huomattavasti. On myös mahdollista ylittää mikro-ohjaimen erittäin pieni RAM-muisti.

Tämän välttämiseksi on tarpeen käyttää kiinteää pistettä ja toimia enintään 16-bittisillä sanoilla, kuten kohdassa oikein mainittiin.

Kirjoittaja onnistui ratkaisemaan tämän ongelman ja mittaamaan jännitteen virheellä Uop / 1024, ts. annetussa esimerkissä 2 mV tarkkuudella kokonaismittausalueella ± 500 mV +3,3 V syöttöjännitteellä, mikä riittää moneen prosessin valvontatehtävään.

Ohjelmistotemppu on tehdä kaikki jakoprosessit mahdollisuuksien mukaan ennen kerto- tai eksponentioprosesseja siten, että operaatioiden välitulos ei ylitä 65535:tä (tai 32768:aa etumerkittyillä toimilla).

Tietty ohjelmistoratkaisu ei kuulu tämän artikkelin soveltamisalaan.

Johtopäätös

Tässä artikkelissa käsitellään rms-jännitearvojen mittaamisen ominaisuuksia 8-bittisten mikro-ohjainten avulla, esitetään muunnelma piirin toteutuksesta ja pääalgoritmi kvantisointinäytteiden saamiseksi todellisesta näennäissinimuotoisesta signaalista.