Polski

Co to jest rzeczywista wartość skuteczna?

25 Wrzesień 2020 | Parametry elektryczne

Przyrząd do pomiaru rzeczywistej wartości skutecznej (true-rms) jest jednym z przyrządów, którymi można mierzyć prąd zmienny i przemienny oraz napięcie zmienne i przemienne (AC):

  1. Multimetr cyfrowy (lub miernik cęgowy) rzeczywistej wartości skutecznej
  2. Multimetr cyfrowy (lub miernik cęgowy) wartości średniej
  3. Oscyloskop

Powszechnie stosowane są tylko dwa pierwsze i oba mogą precyzyjnie mierzyć standardowe (czyste AC) sinusoidalne przebiegi.

Jednak powszechnie preferowany jest miernik rzeczywistej wartości skutecznej (true-rms), ponieważ tylko on może dokładnie mierzyć zarówno sinusoidalne, jak i niesinusoidalne przebiegi AC. Patrz rysunek na górze strony.

  • Przebiegi sinusoidalne: czyste, bez zniekształceń, z symetrycznymi przejściami od wartości najwyższej do najniższej.
  • Przebiegi niesinusoidalne: przebiegi o zniekształconych, nieregularnych wzorach-impulsach, ciągi impulsów, przebiegi kwadratowe, trójkątne, piłokształtne oraz wszelkie inne poszarpane lub kątowe przebiegi.

Termin rms = średnia kwadratowa (ang. root mean square). Chociaż wzór może być trudny do zrozumienia, wartość rms zasadniczo oblicza równoważną wartość prądu stałego (DC) dla przebiegu AC. Dokładniej określa „skuteczną” lub cieplną wartość prądu DC o dowolnym kształcie przebiegu.

Miernik średniej wartości wykorzystuje wzory matematyczne do obliczania średniej do dokładnego pomiaru czystych przebiegów sinusoidalnych. Miernik nadaje się również do mierzenia przebiegów niesinusoidalnych, ale z niepewną dokładnością.

Bardziej zaawansowany miernik rzeczywistej wartości skutecznej może dokładnie mierzyć zarówno przebiegi czyste, jak i bardziej złożone przebiegi niesinusoidalne. Przebieg może zostać zakłócony przez obciążenia nieliniowe takie jak napędy falownikowe lub komputery. Próbując zmierzyć zniekształcone fale miernikiem uśredniającym, wynik może być o 40% niższy lub o 10% wyższy niż powinien.

Co to jest rzeczywista wartość skuteczna?

Zapotrzebowanie na mierniki rzeczywistej wartości skutecznej wzrosło, ponieważ w ostatnich latach znacznie wzrosła możliwość występowania przebiegów niesinusoidalnych w obwodach. Kilka przykładów:

  • Napędy falownikowe silników
  • Stateczniki elektroniczne
  • Komputery
  • Instalacje HVAC
  • Środowiska półprzewodnikowe

W tych środowiskach prąd ma przebieg krótkich impulsów, a nie gładkiej fali sinusoidalnej jak w przypadku standardowego silnika indukcyjnego. Przebieg prądu może mieć znaczący wpływ na wskazanie cęgów prądowych.

Ponadto miernik rzeczywistej wartości skutecznej jest lepszym wyborem do wykonywania pomiarów w liniach elektroenergetycznych, gdzie charakterystyka AC jest nieznana.

Źródło: Digital Multimeter Principles, Glen A. Mazur, American Technical Publishers.