具有RMS的万用表和具有True RMS的万用表有什么区别?


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我正在寻找万用表。我只是电子产品的初学者,但是我想购买一台对我来说足够好的产品。我发现了一种可以测量True RMS的万用表,而另一个万用表却知道相同的但没有TRMS。(如果有人在乎,都是由HoldPeak制造的。)

后者的外形较小,会更方便,价格仅为TRMS价格的2/3,因此,请向经验丰富的电子专家咨询您的建议:

在什么情况下,真有效值有多大?RMS和True RMS有什么区别?


Answers:


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答案是可靠的“取决于”。更具体地说,这取决于您将仪表应用到哪种信号。

如果您希望测量RMS值的每个交流信号都是纯正弦波,那么就不需要真正的RMS仪表。但是,如果您要测量方波的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,如果您正在尝试计算交流电源系统中的阻性负载的功耗,在该系统中,主电源已经过某种处理,或者可能是通过PWM信号驱动的。

虽然这是市场营销的负荷,福禄克公司的网站上有关于这个问题的好文章在这里。它给出的一个很好的数字是,对于方波,当测量方波的RMS值时,非真实RMS仪表的读数将高10%(这将因PWM信号的脉冲宽度而异)。

顺便说一句,几年前,EEVBlog的Dave Jones进行了$ 50万用表枪战。有点过时了,但由于选择没有tRMS的特定仪表,然后选择涵盖tRMS仪表的100美元万用表枪战,仍然有用。


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交流电压测量有很多不同的类型(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,如果一个测量值具有已知类型,并且还知道波形的形状和DC偏移(如果有),则有可能计算其他测量值(例如对于正弦信号)零偏移时,峰值电压约为RMS电压的1.414倍),但是一个数字本身,如果没有有关它代表哪种测量的信息,就变得毫无意义。

在许多情况下,正弦波波形都报告为RMS电压(例如,一个120V或240V电源,标称值为120V RMS或240V RMS),但是便宜的电表通常会通过其他方式测量AC电压,然后按比例换算结果。对于零偏移的正弦信号,任何合适的方式都可以。

如果正在测量零偏移的正弦信号,那么这种仪表就可以正常工作。在其他情况下,如果人们知道如何计算其测量值并且可以从中弄清楚人们想要了解的信号,那么这种仪表可能仍然可以使用(实际上有时可能比真正的RMS仪表更好)。一个人有一个可以测量峰值电压并按比例缩放70.7%的仪表,一个人想知道不规则信号的峰值电压,一个人可以通过将其显示结果乘以1.414来使用这种仪表,而RMS仪表可能几乎没有用)。

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,但要遵守记录的频率限制。其他类型的仪表可能会以有时会更有用,有时没那么有用的方式执行测量,但是除非仪表记录了所使用的实际测量技术,否则它们根本就不会有用。


几乎所有万用表,甚至“真RMS”的万用表都将在其AC测量范围内阻塞DC。因此,您要测量的不是总RMS,而仅仅是AC RMS。
彼得·格林

@PeterGreen:Fluke示波器具有DC和True-RMS AC + DC的读数;我注意到其他“真正的RMS”仪表显然可以滤除DC,尽管我不确定在什么情况下,这种不包括DC的RMS信号是否有意义。
超级猫

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便宜的万用表可测量经全波整流的交流电压的平均值,并会因以下因素而使读数上升:

π81.111

以匹配纯正弦波的RMS值。

这意味着如果您想要诸如低占空比脉冲(大波峰因数)之类的RMS(发热量),则读数将有很大的误差。平均值也不会(直接)显示,但是您可以除以1.111以获得平均值。

执行“真实RMS”计算的电路具有最大带宽和动态范围,但是在该范围内它们可以正常工作,例如,通过相控调光器测量RMS电压之类的事情。与简单的平均电路相比,它们确实会增加成本,并且具有更多的误差。

如果您正在进行电源电压工作,则应考虑一个真正的RMS仪表,该仪表也应具有适当的安全等级。对于大多数电子设备来说,实际上并不需要它,如果您需要更深入地研究,则应该省钱并购买一台好的示波器,这将为您提供更多信息。


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便宜的万用表可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,则不是。

不是因为波形的RMS值等于DC信号的大小,否则会导致负载发热。

测量是通过在一个周期内多次对输入信号的值进行采样,对每个值进行平方,将它们相加,然后求和它们的平方根并显示出来来完成的。

因此,您为一台真正的RMS仪器支付的额外费用是用于完成额外工作所需的额外硅片,(用于执行全部工作所需的(次要的)固件,(次要的))以及所提供的便利性,因此您不必准备自己解决所有问题。(主要)


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RMS和True RMS有什么区别?

我们使用RMS来测量电压和电流,因为对于电阻负载,它直接与平均功率相关。

不幸的是,构建电路以精确地对单数求平方和平方根非常困难。

因此万用表设计师被骗了。他们测量了信号的一些更容易测量的特性(通常是“平均幅度”)。然后,他们应用比例因子将读数转换为RMS。该比例因子假设输入波形为正弦波。

最近出现了“真实RMS”表。他们通过采样信号然后在软件中计算RMS来工作(在这种情况下,准确的平方和平方根更可行)。

请注意,即使是“ True RMS”仪表,也将具有带宽限制。因此,对于频繁输入的信号,其读数实际上可能不是准确的RMS值。同样,几乎所有电表(是否为真RMS)都会在其AC测量范围内阻塞DC,因此测量值将仅是总RMS中的AC分量。

在什么情况下,真有效值有多大?

我的感觉比行销商要少。如果您想要准确地读取频率相当低(但不会低到会击中直流阻塞滤波器的信号)并且不希望是正弦波的信号,则它们很有用。

但老实说,在大多数电子行业中,我发现万用表被用于直流电压和电阻的测量。如果信号是交流电,那么我不仅想知道它的均方根电压,还想知道它的波形,在这一点上没有万用表使用太多。

有时万用表可以在市电上使用,但通常只需进行粗略的电压测量即可。

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