อะไรคือความแตกต่างระหว่างมัลติมิเตอร์กับ RMS และอีกอันหนึ่งกับ True RMS?

ฉันกำลังมองหามัลติมิเตอร์ ฉันเป็นเพียงผู้เริ่มต้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ฉันต้องการซื้อที่จะดีพอสำหรับฉันในขณะที่ ฉันพบมัลติมิเตอร์ที่วัดค่า True RMS และอีกอันหนึ่งที่รู้ค่าเดียวกัน แต่ไม่มี TRMS (ทั้งสองทำโดย HoldPeak หากใครสนใจ)

รูปร่างที่เล็กกว่าของหลังจะเล็กกว่าและมีราคา 2 ใน 3 ของราคาของ TRMS ดังนั้นฉันจึงขอคำแนะนำจากคุณผู้เชี่ยวชาญด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสบการณ์:

True RMS มีความสำคัญในกรณีใดบ้าง ความแตกต่างระหว่าง RMS และ True RMS คืออะไร?

คำตอบนี้เป็นของแข็ง "ขึ้นอยู่กับ" โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันขึ้นอยู่กับชนิดของสัญญาณที่คุณกำลังใช้กับมิเตอร์

หากสัญญาณ AC ทุกตัวที่คุณต้องการวัดค่า RMS เป็นคลื่นไซน์บริสุทธิ์คุณไม่จำเป็นต้องใช้มิเตอร์ RMS จริง อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการวัดค่า RMS ของรูปคลื่นสี่เหลี่ยมเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นหรืออย่างอื่นที่ซับซ้อนกว่านั้นค่า RMS ที่แท้จริงจะเป็นประโยชน์ ตัวอย่างของสิ่งที่อาจเกี่ยวข้องกันคือถ้าคุณพยายามคำนวณการกระจายพลังงานของโหลดตัวต้านทานในระบบไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งไฟได้ผ่านการประมวลผลบางประเภทหรือบางทีถ้ามันถูกขับเคลื่อนด้วยสัญญาณ PWM

แม้ว่ามันจะเป็นภาระของการตลาดเว็บไซต์ Fluke มีบทความที่ดีเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่นี่ สิ่งหนึ่งที่น่าสังเกตก็คือสำหรับคลื่นสี่เหลี่ยม RMS มิเตอร์ที่ไม่เป็นจริงจะอ่านสูง 10% เมื่อทำการวัดค่า RMS ของคลื่นสี่เหลี่ยม (ซึ่งจะแตกต่างกันตามความกว้างพัลส์สำหรับสัญญาณ PWM)

เดฟโจนส์ที่ EEVBlog ทำเงินได้ 50 ดอลลาร์เมื่อไม่กี่ปีก่อน ล้าสมัยเล็กน้อย แต่ยังมีประโยชน์สำหรับเหตุผลในการเลือกมิเตอร์โดยไม่ใช้ tRMS จากนั้นค่าการยิงมัลติมิเตอร์ $ 100ครอบคลุมเมตร tRMS

การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมีหลายประเภท (peak-to-peak, RMS, ฯลฯ ) และโดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะให้ค่าที่แตกต่างกันสำหรับสัญญาณใดก็ตาม ในหลายกรณีหากมีการวัดชนิดที่รู้จักและอีกอย่างหนึ่งก็รู้รูปร่างของรูปคลื่นและ DC ออฟเซต (ถ้ามี) มันจะเป็นไปได้ที่จะคำนวณสิ่งที่การวัดอื่น ๆ จะได้รับ (เช่นสัญญาณไซน์ด้วย ศูนย์ออฟเซ็ต, แรงดันไฟฟ้าสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 1.414 เท่าของแรงดัน RMS), แต่ตัวเลขด้วยตัวเอง, โดยไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับชนิดของการวัดที่แสดง, เหมาะที่จะไม่มีความหมาย

สำหรับหลาย ๆ วัตถุประสงค์รูปคลื่นไซน์จะถูกรายงานเป็นแรงดัน RMS (ตัวอย่างเช่นกำลังหลัก 120V หรือ 240V จะมี 120V RMS หรือ 240V RMS) แต่มิเตอร์ราคาถูกมักจะวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยวิธีอื่น สิ่งที่แฟชั่นจะเหมาะสมสำหรับสัญญาณไซน์ด้วยค่าศูนย์

หากมีการวัดสัญญาณไซน์ด้วยค่าออฟเซ็ตเป็นศูนย์มิเตอร์ดังกล่าวจะทำงานได้ดี ในกรณีอื่น ๆ มิเตอร์อาจยังใช้งานได้ (และในความเป็นจริงบางครั้งอาจดีกว่าเครื่องวัด RMS จริง) หากใครรู้วิธีคำนวณการวัดและสามารถคำนวณได้จากสิ่งที่เราต้องการทราบเกี่ยวกับสัญญาณ (เช่นถ้า มีมิเตอร์ที่ทราบกันดีว่าวัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและชั่งน้ำหนักได้ 70.7% และต้องการทราบแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสัญญาณที่ไม่ปกติใครสามารถใช้มิเตอร์ดังกล่าวได้โดยคูณผลลัพธ์ที่แสดงด้วย 1.414 ในขณะที่มิเตอร์ RMS อาจไร้ประโยชน์เกือบ)

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องวัด RMS ที่แท้จริงคือมันจะทำการวัดรูปแบบคลื่นที่ผิดปกติในแบบที่เป็นที่รู้จักภายใต้ข้อ จำกัด ความถี่ที่บันทึกไว้ เครื่องวัดชนิดอื่นอาจทำการวัดในลักษณะที่บางครั้งจะมีประโยชน์มากกว่าและบางครั้งก็มีประโยชน์น้อยกว่า แต่ถ้าเครื่องวัดบันทึกเอกสารเกี่ยวกับเทคนิคการวัดจริงที่ใช้พวกเขาจะไม่เป็นประโยชน์เลย

มัลติมิเตอร์ราคาไม่แพงจะวัดค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบบ full-wave ที่แก้ไขและทำให้การอ่านค่าสูงขึ้นด้วยปัจจัยดังนี้:

$\frac{\pi}{\sqrt{8}} \approx 1.111$

เพื่อจับคู่ค่า RMS ของคลื่นไซน์บริสุทธิ์

ซึ่งหมายความว่าการอ่านจะมีข้อผิดพลาดอย่างมากหากคุณต้องการ RMS (ค่าความร้อน) ของบางสิ่งเช่นพัลส์วัฏจักรหน้าที่ต่ำ (ปัจจัยยอดใหญ่) ค่าเฉลี่ยจะไม่ปรากฏ (โดยตรง) แต่คุณสามารถหารด้วย 1.111 เพื่อให้ได้

วงจรที่มีการคำนวณ 'RMS ที่แท้จริง' มีแบนด์วิดท์สูงสุดและช่วงไดนามิก แต่ในช่วงนั้นพวกเขาสามารถทำได้โอเคพูดถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นการวัดแรงดัน RMS จากการหรี่ควบคุมเฟส พวกเขามักจะมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นและมีข้อผิดพลาดมากกว่าวงจรเฉลี่ยแบบง่าย

หากคุณกำลังทำงานกับแรงดันไฟหลักคุณควรพิจารณามิเตอร์ RMS ที่แท้จริงซึ่งได้รับการจัดอันดับความปลอดภัยอย่างเหมาะสมเช่นกัน สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ทำงานไม่จำเป็นจริงๆและถ้าคุณต้องการมองให้ลึกคุณควรประหยัดเงินและรับออสซิลโลสโคปที่ดีซึ่งจะบอกคุณได้มากกว่านี้

มัลติมิเตอร์ราคาถูกลงด้วยการระบุ RMS โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสัญญาณไซน์บริสุทธิ์จากนั้นคูณด้วย 0.707 และแสดงผลลัพธ์

สำหรับอินพุต AC แบบไซน์บริสุทธิ์ที่ไม่มีการบิดเบือนนั่นก็ดี แต่สำหรับรูปคลื่นอื่น ๆ

เหตุผลก็คือไม่ใช่ว่าค่า RMS ของรูปคลื่นเท่ากับขนาดของสัญญาณ DC ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนเทียบเท่าโหลด

การวัดจะทำโดยการสุ่มตัวอย่างค่าของสัญญาณอินพุตหลายครั้งในระหว่างรอบเดียวยกกำลังสองของค่าเหล่านั้นเพิ่มพวกเขาจากนั้นนำสแควร์รูทของผลรวมของพวกเขาและแสดงมัน

ดังนั้นเงินพิเศษที่คุณจ่ายสำหรับเครื่องดนตรี RMS ที่แท้จริงคือสำหรับซิลิกอนพิเศษที่จำเป็นสำหรับการทำงานเพิ่มเติม (เล็กน้อย) เฟิร์มแวร์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานทั้งหมด (เล็กน้อย) และความสะดวกสบายที่มีให้ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้อง เตรียมพร้อมที่จะคิดออกเองทั้งหมด (หลัก)

ความแตกต่างระหว่าง RMS และ True RMS คืออะไร?

เราใช้ RMS ในการวัดแรงดันและกระแสเพราะสำหรับโหลดตัวต้านทานจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับพลังงานเฉลี่ย

น่าเสียดายที่การสร้างวงจรเพื่อให้ได้สแควร์รูทและสแควร์รูทเป็นสิ่งที่ถูกต้อง

นักออกแบบมัลติมิเตอร์จึงโกง พวกเขาวัดคุณสมบัติของสัญญาณที่ง่ายต่อการวัด (มักจะหมายถึง "ขนาด") จากนั้นพวกเขาใช้เครื่องชั่งเพื่อแปลงค่าการอ่านเป็น RMS ตัวประกอบสเกลนั้นทำให้สมมติฐานว่าสัญญาณอินพุทเป็นคลื่นไซน์

เมื่อไม่นานมานี้มี "RMS ที่แท้จริง" ปรากฏขึ้น พวกมันทำงานโดยการสุ่มตัวอย่างสัญญาณแล้วคำนวณ RMS ในซอฟต์แวร์ (ที่การยกกำลังสองที่แม่นยำและการรูทสแควร์เป็นไปได้มากขึ้น)

โปรดทราบว่าแม้มิเตอร์ "True RMS" จะมีข้อ จำกัด แบนด์วิดท์ ดังนั้นสำหรับสัญญาณอินพุตที่มีความถี่สูงการอ่านอาจไม่ใช่ค่า RMS ที่แม่นยำ ในทำนองเดียวกันทุกเมตร (จริง RMS หรือไม่) จะบล็อก DC ในช่วงการวัด AC ของพวกเขาดังนั้นค่าที่วัดได้จะเป็นเพียงส่วนประกอบ AC ของ RMS ทั้งหมด

True RMS มีความสำคัญในกรณีใดบ้าง

ความรู้สึกของฉันน้อยกว่าที่นักการตลาดทำออกมา มีประโยชน์ถ้าคุณต้องการอ่านแรงดัน / กระแส RMS ที่ถูกต้องสำหรับสัญญาณที่มีความถี่ค่อนข้างต่ำ (แต่ไม่ต่ำจนมันกระทบกับ DC block filter) และไม่คาดว่าจะเป็นคลื่นไซน์

แต่โดยความจริงแล้วอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ฉันพบว่ามีการใช้มัลติมิเตอร์สำหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและความต้านทาน ถ้าสัญญาณเป็น AC ฉันก็อยากรู้ว่าไม่ใช่แค่แรงดัน RMS แต่มันเป็นรูปคลื่นที่ไม่ใช้มัลติมิเตอร์มากนัก

บางครั้งมัลติมิเตอร์จะถูกนำมาใช้กับไฟเมน แต่โดยปกติแล้วการวัดแรงดันไฟฟ้าดิบมักจะเพียงพอ