Przyrząd do pomiaru prawdziwej wartości RMS (true-rms) jest jednym z trzech przyrządów, którymi można mierzyć napięcie i natężenie prądu AC:
- Multimetr cyfrowy (lub miernik cęgowy) prawdziwej wartości RMS
- Multimetr cyfrowy (lub miernik cęgowy) wartości średniej
- Oscyloskop
Powszechnie stosowane są tylko dwa pierwsze z tych przyrządów. Oba mogą precyzyjnie mierzyć standardowe (czyste) przebiegi sinusoidalne.
Powszechnie preferowany jest jednak miernik prawdziwej wartości 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 kształtach-impulsach, ciągi impulsów, przebiegi kwadratowe, trójkątne, piłokształtne oraz wszelkie inne przebiegi poszarpane lub kątowe.
Jak obliczyć wartość RMS?
Termin RMS oznacza średnią kwadratową (ang. root mean square). Chociaż wzór może być trudny do zrozumienia, wartość RMS zasadniczo oblicza równoważną wartość prądu stałego (DC) dla przebiegu AC. Mówiąc dokładniej, wyraża ona „skuteczną”, lub inaczej cieplną, wartość prądu DC odpowiadającą przebiegowi AC o dowolnym kształcie.
Miernik wartości średniej wykorzystuje wzory matematyczne na obliczanie średniej do dokładnego pomiaru czystych przebiegów sinusoidalnych. Taki miernik nadaje się również do mierzenia przebiegów niesinusoidalnych, ale jedynie z przybliżoną dokładnością.
Bardziej zaawansowany miernik prawdziwej wartości RMS może dokładnie mierzyć zarówno przebiegi czyste, jak i bardziej złożone (niesinusoidalne). Przebieg może zostać zakłócony przez obciążenia nieliniowe, takie jak napędy falownikowe lub komputery. Próbując zmierzyć zniekształcone przebiegi miernikiem uśredniającym, możemy uzyskać wynik o 40% niższy lub o 10% wyższy niż prawidłowy.
Gdzie mierzyć prawdziwą wartość RMS?
Zapotrzebowanie na mierniki prawdziwej wartości RMS zwiększyło się, 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 o postaci 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 prawdziwej wartość RMS jest lepszym wyborem do wykonywania pomiarów w liniach elektroenergetycznych, gdzie charakterystyka AC jest nieznana.
Źródło: Digital Multimeter Principles, Glen A. Mazur, American Technical Publishers.