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真の実効値とは?

電気設備, 電気測定の基礎

真の実効値デバイス(RMS = 二乗平均平方根)は、交流(AC)またはAC電圧を測定できる3つのツールのうちの1つです。

  1. 真の実効値デジタル・マルチメーター(またはクランプ・メーター)
  2. 平均値応答デジタル・マルチメーター(またはクランプ・メーター
  3. オシロスコープ

最初の2つのツールが一般的に使用され、どちらも標準的な(純粋な)正弦波形を正確に測定できます。

しかし、正弦波と非正弦波の両方のAC波形を正確に測定できる唯一の測定器であるため、真の実効値型メーターが広く推奨されています。

  • 正弦(サイン)波:純粋で歪みがなく、ピークと谷の間を対称的に遷移する。
  • 非正弦波:歪んだ不規則なパターンを持つ波形 - スパイク、パルス列、矩形波、三角波、のこぎり波、およびその他でこぼこや角がある波。
 

RMSの計算方法

前述したように、RMS = 二乗平均平方根。数式を理解するのは難しいかもしれませんが、RMSは、基本的には AC波形の等価直流 (DC) 値を計算します。より技術的には、任意のAC波形の、実効またはDC熱量を決定します。

平均値応答メーターは、平均化の数式を使用して純粋な正弦波を正確に測定します。非正弦波も測定できますが、その確度は不確かです。

より高度な真の実効値型メーターは、純粋な波とより複雑な非正弦波の両方を正確に測定できます。波形は、可変速ドライブやコンピュータなどの非線形負荷によって歪む可能性があります。歪んだ波形を測定しようとする平均値応答メーターは、その計算が最大40%低くなるか、10%高くなる可能性があります。

RMS電圧とは?

真の実効値の測定場所

近年、回路に非正弦波が発生する可能性が非常に高くなったため、真の実効値型メーターの必要性が高まっています。例:

  • 可変速モーター・ドライブ
  • 電子安定器
  • コンピュータ
  • HVAC(冷暖房空調設備)
  • ソリッドステート環境

これらの環境では、電流は標準的な誘導モータによって引き出される滑らかな正弦波ではなく、短いパルスで発生します。電流波形は、電流クランプの読み値に劇的な影響を与えることがあります。さらに、AC特性が不明な電源ラインの測定には、真の実効値型メーターが最適です。

参考文献: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.