电流表或电压表测量什么值(RMS、平均值或峰值)?

电器工程 电流测量 电压测量
2022-01-19 09:14:20

这些仪表测量什么值?

RMS、平均值还是峰值

3个回答

RMS 测量与平均值和峰值一样,仅适用于测量 AC,尽管它可能会叠加到 DC 偏移上。

测量 RMS 值比测量平均值要贵一些,因此大多数万用表都避免使用前者。相反,他们假定您的信号是正弦波并测量整流正弦波的平均值或峰值,然后他们应用转换因子来找到假定的 RMS 值。

\$V_{RMS} = 0.71 \times V_{PEAK} = 1.11 \times V_{AVG}\$

对于除正弦以外的其他波形,此计算的 RMS 值将是错误的!比率 \$\dfrac{V_{PEAK}}{V_{RMS}}\$ 被称为信号的波峰因数

信号波形

这可能比正弦的 \$\sqrt{2}\$ 值大得多。如果波峰因数为 3 并且万用表实际测量峰值电压,则计算的 RMS 值会有100% 的误差通常,当测量平均整流信号时,这个误差会更小。我们谈论的是外形因素而不是波峰因素。
所以教训是:在交流电测量万用表上的正弦以外的任何东西时要非常小心。

解决方案:一些更昂贵的万用表测量“真有效值”

真有效值万用表

就像测量平均值一样,真正的 RMS 测量包括在一定时期内的平均值。只有当这个周期是信号频率的精确倍数时,才会给出最准确的结果。如果这个时间常数是 100ms 的倍数,则可能会得到 50Hz 和 60Hz 的准确结果(分别为 5 个周期和 6 个周期)。
Thomas指出,并非所有真有效值万用表都能测量叠加到直流的交流电。


进一步阅读:
数字万用表中的交流电压测量误差(安捷伦应用说明)

对于 DC,RMS,峰值和平均值都是相同的。所以 Vpeak = Vaverage = Vrms。

一些交流电表旨在测量您描述的所有事物中的一种或其他。

但是大多数交流电表都经过校准,如果波形是正弦波,则显示交流信号的 RMS 值,如果波形不是“正弦波”,它们会读取错误。这是因为电力系统中使用的大多数交流波形和纯音频都是正弦波或接近正弦波。很容易使仪表响应来自交流电的直流值,然后调整校准以显示希望的 RMS 值。

有些仪表专门设计用于测量 RMS 值。这些不太常见,制造成本更高(因为需要计算 RMS 值)并且购买成本更高。它们几乎总是被标记为“真有效值”或“有效值读数”或“有效值”。

一些仪表旨在显示峰值,但这些通常用于专业目的。

请注意,虽然许多现代万用表具有“峰值保持”功能,但这将显示自按下峰值保持按钮以来显示的峰值电压,而不是 AC 的峰值电压。

对于正弦波 Vpeak = 1.414 Vrms 或 Vrms = 0.7071 x Vpeak。
在这两个公式中,Vpeak 是从地(或零伏)到 Vmax 测量的。当交流波形在接地的任一侧交替时,它将在最大值 Vmax 和 -Vmax 之间交替。所以 Vpeak-to-peak = max +ve 值和 max -ve 值之间的总差 = 2 x Vpeak。

已经讨论了这些仪表移动技术的一些优点和缺点,对于交流计量仪器的设计者和用户来说,还有另一个至关重要的因素需要注意。这是 RMS 测量的问题。正如我们已经知道的那样,为了与直流和其他不同形状的交流波形进行有意义的比较,交流测量通常采用直流功率等效量表,称为 RMS(均方根)。到目前为止讨论的仪表移动技术都没有固有地测量交流量的 RMS 值。依赖于机械指针运动的仪表运动(“校正”D'Arsonval、铁叶片和静电)都倾向于将瞬时值机械平均为波形的整体平均值。这个平均值不一定与 RMS 相同,尽管很多时候它被误认为是这样。对于这三种常见的波形形状,平均值和 RMS 值相互比较: