带有 RMS 的万用表和带有 True RMS 的万用表有什么区别?

电器工程 万用表 有效值
2022-01-06 03:51:13

我在找万用表。我只是电子产品的初学者,但我想买一个对我来说足够好的一段时间。我找到了一个测量真有效值的万用表,另一个知道相同但没有真有效值的万用表。(两者都由 HoldPeak 制造,如果有人关心的话。)

后者的较小的形状会更方便,它的成本是 TRMS 价格的 2/3,所以我请教您的建议,有经验的电子专家:

在什么情况下,真有效值有多重要?RMS 和真 RMS 有什么区别?

4个回答

对此的答案是一个可靠的“它取决于”。更具体地说,这取决于您要将仪表应用于哪种信号。

如果您希望测量其 RMS 值的每个交流信号都是纯正弦波,那么您不需要真正的 RMS 仪表。但是,如果您想测量方波的 RMS 值、半波整流器的输出或其他更复杂的东西,那么真正的 RMS 仪表将是有利的。一个可能与此相关的示例是,如果您尝试计算交流电源系统中电阻负载的功耗,其中电源已经通过某种处理,或者如果它是由 PWM 信号驱动的。

虽然这是一个营销负担,但福禄克的网站在这里有一篇关于此事的好文章。它给出的一个很好的数字是,对于方波,非真 RMS 仪表在测量方波的 RMS 值时会读取 10% 的高值(这将随 PWM 信号的脉冲宽度而变化)。

顺便说一句,几年前,EEVBlog 的 Dave Jones 进行了一次50 美元的万用表枪战有点过时,但仍然有用,因为选择没有 tRMS 的特定仪表,然后是100 美元的万用表枪战覆盖 tRMS 仪表。

有许多不同类型的交流电压测量(峰峰值、RMS 等),对于任何给定信号,它们通常会产生不同的值。在许多情况下,如果一个人具有已知类型的测量值,并且还知道波形的形状和 DC 偏移量(如果有),那么就有可能计算出其他测量值的结果(例如,对于具有零偏移,峰值电压约为 RMS 电压的 1.414 倍),但一个数字本身,没有关于它代表何种测量的信息,往往是没有意义的。

出于许多目的,正弦波形被报告为 RMS 电压(例如,120V 或 240V 主电源标称值为 120V RMS 或 240V RMS),但廉价仪表通常会通过其他方式测量交流电压,然后将结果缩放为任何适合零偏移的正弦信号的方式。

如果要测量零偏移的正弦信号,那么这样的仪表就可以正常工作。在其他情况下,如果知道如何计算其测量值并且可以从中找出想要了解的信号(例如,如果一个人有一个已知可以测量峰值电压并将其缩放 70.7% 的仪表,如果一个人想知道一个不规则信号的峰值电压,可以通过将其显示的结果乘以 1.414 来使用这种仪表,而一个 RMS 仪表可能几乎没用)。

真正的 RMS 仪表的主要优点是它将以已知的方式测量不规则波形,但受记录的频率限制。其他类型的仪表可能会以有时更有用有时不太有用的方式执行测量,但除非仪表记录所使用的实际测量技术,否则它们往往根本没有用处。

便宜的万用表测量全波整流交流电压的平均值,并将读数向上修正:

\$\frac{\pi}{\sqrt{8}} \约 1.111\$

以匹配纯正弦波的 RMS 值。

这意味着如果您想要低占空比脉冲(大波峰因数)之类的 RMS(热值),读数将有很大误差。平均值也不会(直接)显示,但您可以除以 1.111 得到它。

执行“真 RMS”计算的电路具有最大带宽和动态范围,但在该范围内它们可以做得很好,例如测量相位控制调光器的 RMS 电压。与简单的平均电路相比,它们确实往往成本更高,并且误差更大。

如果您正在进行电源电压工作,则应考虑使用具有适当安全等级的真正 RMS 仪表。对于大多数电子产品来说,工作确实不是必需的,如果您需要更深入地研究,您应该省钱并购买一台好的示波器,它会告诉您更多信息。

更便宜的万用表通过测量纯正弦输入的峰值电压然后将其乘以 0.707 并显示结果来指定 RMS。

对于没有失真的纯正弦交流输入,这很好,但对于其他波形则不然。

原因是波形的 RMS 值等于 DC 信号的幅度,这会导致负载等效发热。

测量是通过在一个周期内对输入信号的值进行多次采样,对每个值进行平方,将它们相加,然后取它们和的平方根并显示它来完成的。

因此,您为真正的 RMS 仪器支付的额外费用是用于完成额外工作所需的额外芯片,(次要)完成所有工作所需的固件,(次要)以及提供的便利,因此您不必准备好自己解决所有问题。(主要)