ზუსტი გაზომვები რთული ამოცანაა, რომლის წინაშეც დგას სხვადასხვა ორგანიზაციის თანამედროვე საწარმოო ობიექტების და აღჭურვილობის ტექნოლოგები და ტექნიკური სპეციალისტები. სულ უფრო მეტი პერსონალური კომპიუტერი, ცვლადი სიჩქარის დისკები და სხვა აღჭურვილობა მოხმარებული დენისა და სამუშაო ძაბვის არასინუსოიდული მახასიათებლებით (მოკლევადიანი იმპულსების სახით, დამახინჯებით და ა.შ.) შემოდის ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ასეთმა მოწყობილობამ შეიძლება გამოიწვიოს არაადეკვატური წაკითხვა ჩვეულებრივი საშუალო მრიცხველებიდან (RMS).
როდესაც ვსაუბრობთ AC მნიშვნელობებზე, ჩვენ ჩვეულებრივ ვგულისხმობთ საშუალო ეფექტურ სითბოს გაფრქვევას ან ფესვის საშუალო კვადრატულ დენს (RMS). ეს მნიშვნელობა უდრის მნიშვნელობას პირდაპირი დენი, რომლის მოქმედება გამოიწვევს იგივე თერმული ეფექტს, როგორც გაზომილი ალტერნატიული დენის მოქმედება და გამოითვლება შემდეგი ფორმულით:
.
მრიცხველით ამ რმს დენის გაზომვის ყველაზე გავრცელებული გზაა AC დენის გასწორება, გამოსწორებული სიგნალის საშუალო მნიშვნელობის პოვნა და შედეგის გამრავლება 1,1-ზე (შეფარდება სრულყოფილი სინუსუსური ტალღის რმს და რმს შორის) .
თუმცა, თუ სინუსოიდური მრუდი გადაიხრება იდეალური ფორმისგან, ეს კოეფიციენტი წყვეტს მოქმედებას. ამ მიზეზით, საშუალო მრიცხველები ხშირად იძლევა არასწორ შედეგებს დღევანდელ ელექტრო ქსელებში დენების გაზომვისას.
ბრინჯი. 1. სინუსოიდური და დამახინჯებული ფორმის ძაბვის მრუდები.
ხაზოვანი დატვირთვები, რომლებიც მოიცავს მხოლოდ რეზისტორებს, ხვეულებს და კონდენსატორებს, ახასიათებს სინუსოიდური დენის მრუდი, ამიტომ არ არის პრობლემები მათი პარამეტრების გაზომვისას. თუმცა, არაწრფივი დატვირთვებისთვის, როგორიცაა ცვლადი სიხშირის დრაივები და საოფისე აღჭურვილობის კვების წყაროები, დამახინჯებული მრუდები ჩნდება, როდესაც არის ხმაური მძიმე ტვირთისგან.
ბრინჯი. 2. პერსონალური კომპიუტერის კვების ბლოკის დენის და ძაბვის მრუდები.
ასეთი დამახინჯებული მრუდებიდან RMs დენების გაზომვამ ჩვეულებრივი მრიცხველების გამოყენებით, დატვირთვის ბუნებიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიწვიოს რეალური შედეგების მნიშვნელოვანი შეუფასებლობა:
|
მოწყობილობის კლასი | დატვირთვის ტიპი / მრუდის ფორმა
|
|||
| PWM (მეანდრი) | ერთფაზიანი დიოდი გამსწორებელი | სამფაზიანი დიოდი გამსწორებელი |
||
| RMS | სწორად | გადაჭარბებული შეფასება 10%-ით | ნაკლებობა 40%-ით | დაბალი შეფასება 5%...30% |
| ნამდვილი RMS | სწორად | სწორად | სწორად | სწორად |
ამიტომ, ჩვეულებრივი მოწყობილობების მომხმარებლებს გაუჩნდებათ კითხვა, თუ რატომ უბერავს, მაგალითად, 14-ამპერიანი დაუკრავენ რეგულარულად, თუმცა ამმეტრის წაკითხვის მიხედვით, დენი მხოლოდ 10 ა.
დენის დამახინჯებული მოსახვევებით გასაზომად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ ტალღის ფორმის ანალიზატორი სინუსოიდის ფორმის შესამოწმებლად და შემდეგ გამოიყენეთ მრიცხველი საშუალო მაჩვენებლებით მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მრუდი აღმოჩნდება ჭეშმარიტად სრულყოფილი სინუსოიდი. თუმცა, ბევრად უფრო მოსახერხებელია მრიცხველის ყოველთვის გამოყენება True RMS (True RMS) ჩვენებით და ყოველთვის დარწმუნებული იყოთ გაზომვების სანდოობაში. დღევანდელი მულტიმეტრები და ამ კლასის დენის დამჭერები იყენებენ გაზომვის მოწინავე ტექნოლოგიებს ჭეშმარიტი rms AC მნიშვნელობების დასადგენად, არის თუ არა მიმდინარე ტალღის ფორმა სრულყოფილი სინუსური ტალღა თუ დამახინჯებული. ამისათვის გამოიყენება სპეციალური გადამყვანები, რომლებიც იწვევენ ხარჯების ძირითად განსხვავებას ბიუჯეტის კოლეგებთან. ერთადერთი შეზღუდვა არის ის, რომ მრუდი უნდა იყოს გამოყენებული ინსტრუმენტის დასაშვებ გაზომვის დიაპაზონში.
ყველაფერი, რაც ეხება არაწრფივი დატვირთვის დენების გაზომვის მახასიათებლებს, ასევე მართალია ძაბვების გაზომვისთვის. ძაბვის მრუდები ასევე ხშირად არ არის სრულყოფილი სინუსოიდები, რაც იწვევს საშუალო მრიცხველების არასწორ მაჩვენებლებს.
აღწერა:
ბევრ კომერციულ და სამრეწველო დანადგარებში დამცავი სისტემების მუდმივი გამორთვა ხდება. ხშირად, გათიშვა, როგორც ჩანს, შემთხვევითი და აუხსნელია, მაგრამ, რა თქმა უნდა, არსებობს მიზეზი და ჩვენს შემთხვევაში არის ორი მათგანი.
კ ვესტ Fluke (UK) Ltd.
ბევრ კომერციულ და სამრეწველო დანადგარებში დამცავი სისტემების მუდმივი გამორთვა ხდება. ხშირად, გათიშვა, როგორც ჩანს, შემთხვევითი და აუხსნელია, მაგრამ, რა თქმა უნდა, არსებობს მიზეზი და ჩვენს შემთხვევაში არის ორი მათგანი. პირველი შესაძლო მიზეზი არის უკანა დენები, რომლებიც წარმოიქმნება ზოგიერთი ტიპის დატვირთვის ჩართვისას, როგორიცაა პერსონალური კომპიუტერები (ეს საკითხი განხილული იქნება ამ სახელმძღვანელოს მომავალ პუბლიკაციაში). მეორე შესაძლო მიზეზიარის ის, რომ წრეში გამავალი რეალური დენი არ იყო გაზომილი, ანუ დენის რეალური მნიშვნელობები უფრო მაღალია ვიდრე გაზომილი.
გაზომილი მნიშვნელობების შეუფასებლობა ძალიან ხშირია თანამედროვე დანადგარებში. მაგრამ რატომ ხდება ეს, თუ თანამედროვე ციფრული საზომი ხელსაწყოები ასეთი ზუსტი და საიმედოა? პასუხი არის ის, რომ ბევრი ინსტრუმენტი არ არის შესაფერისი დამახინჯებული დენების გასაზომად და ამ დღეებში დინების უმეტესობა შესაფერისია.
დამახინჯება წარმოიქმნება არაწრფივი დატვირთვით წარმოქმნილი ჰარმონიული დენებისაგან, განსაკუთრებით ელექტრონული აღჭურვილობით, როგორიცაა პერსონალური კომპიუტერები, ფლუორესცენტური ნათურები ელექტრონული ბალასტით და ცვლადი სიჩქარის დრაივები. ჰარმონიის წარმოქმნის პროცესი, ისევე როგორც მათი გავლენა ელექტრულ სისტემებზე, აღწერილი იქნება სახელმძღვანელოს მომავალ პუბლიკაციაში (ნაწილი 3.1). ნახ. 3 გვიჩვენებს ტიპიური დენის მრუდი პერსონალური კომპიუტერისთვის. ცხადია, ეს არ არის სინუსოიდი და, შესაბამისად, ყველა ჩვეულებრივი სინუსოიდური საზომი ინსტრუმენტი და გაანგარიშების მეთოდი აღარ გამოიყენება. ეს ნიშნავს, რომ ელექტრომომარაგების სისტემის მუშაობის შეკეთებისას ან ანალიზის დროს აუცილებელია გამოიყენოს ინსტრუმენტები, რომლებსაც შეუძლიათ გაზომონ არასინუსოიდური დენები და ძაბვები.
ნახ. 1 გვიჩვენებს ორ საზომ ხელსაწყოს (მიმდინარე დამჭერები) ერთსა და იმავე წრეზე. ორივე ინსტრუმენტი მუშაობს სწორად და დაკალიბრებულია მწარმოებლის სპეციფიკაციების შესაბამისად. მთავარი განსხვავება ისაა, თუ როგორ ზომავენ ამ ინსტრუმენტებს.
მარცხენა მრიცხველი არის ნამდვილი RMS მრიცხველი, ხოლო მარჯვენა მრიცხველი არის დაკალიბრებული მრიცხველი, რომელიც ზომავს საშუალო RMS-ს. იმისათვის, რომ შეაფასოთ განსხვავება, თქვენ უნდა გესმოდეთ რას ნიშნავს RMS.
AC-ის Root Mean Square (RMS) არის DC-ის ექვივალენტური მნიშვნელობა, რომელიც გამოიმუშავებს იგივე რაოდენობის სითბოს ფიქსირებულ დატვირთვაზე. რეზისტორში გამომუშავებული სითბოს რაოდენობა ალტერნატიული დენით პროპორციულია დენის კვადრატისა, რომელიც საშუალოა მრუდის სრულ ციკლზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, წარმოქმნილი სითბო პროპორციულია კვადრატის საშუალოზე და, შესაბამისად, დენის სიდიდე პროპორციულია ფესვის საშუალო კვადრატის ფესვის (პოლარობას არ აქვს მნიშვნელობა, რადგან კვადრატი ყოველთვის დადებითია).
რეგულარული სინუსუსური ტალღისთვის (სურათი 2), RMS მნიშვნელობა არის მაქსიმალური მნიშვნელობის 0,707, ან მაქსიმალური მნიშვნელობა არის √2, ან 1,414, RMS მნიშვნელობის. ანუ, სუფთა სინუსური ტალღის 1-ამპერიანი RMS დენის მაქსიმალური მნიშვნელობა იქნება 1,414 ა. თუ სინუსური ტალღის ამპლიტუდა არის საშუალოდ (ნეგატიური ნახევარციკლის კონვერტაციით), საშუალო მნიშვნელობა იქნება 0,636 მაქსიმალური ან RMS მნიშვნელობის 0.9. ნახ. 2 აჩვენებს ორ მნიშვნელოვან პროპორციას:
რეგულარული სინუსუსური ტალღის გაზომვისას (და მხოლოდ ჩვეულებრივი სინუსური ტალღა) კანონიერია მარტივი საშუალო გაზომვის (0,636 x მაქსიმუმ) გაზომვისას და შედეგის გამრავლება ფორმის კოეფიციენტზე 1,111 (რაც არის მაქსიმუმის 0,707) და ვუწოდოთ მას RMS ღირებულება. ანალოგიური მიდგომა გამოიყენება ანალოგურ მრიცხველებში, სადაც საშუალოდ გაანგარიშება ხდება ინდუქტორში ინერციისა და რხევის დემპინგით, ისევე როგორც ყველა ძველ და უფრო თანამედროვე ციფრულ უნივერსალურ მრიცხველებში. მეთოდი აღწერილია, როგორც გაზომვა, საშუალოდ, RMS-დაკალიბრებული.
პრობლემა ის არის, რომ ეს მეთოდი მუშაობს მხოლოდ ჩვეულებრივ სინუსოიდებზე, რომლებიც არ არსებობს რეალურ ელექტრო დანადგარებში. მრუდი ნახ. 3 არის პერსონალური კომპიუტერის მიერ მოხმარებული დენის ტიპიური მრუდი. ზუსტი RMS მნიშვნელობა მაინც არის 1A, მაგრამ მაქსიმუმი გაცილებით მაღალია 2.6A-ზე და საშუალო გაცილებით დაბალია 0.55A-ზე.
თუ ეს მრუდი გაზომილია RMS საშუალო მოწყობილობით, მაშინ ის წაიკითხება როგორც 0,61 A, ხოლო რეალური მნიშვნელობა არის 1 A (ანუ თითქმის 40% ნაკლები). ცხრილი აჩვენებს რამდენიმე მაგალითს, თუ როგორ ორი სხვადასხვა სახისმეტრი რეაგირებს სხვადასხვა ტალღის ფორმაზე.
ჭეშმარიტი RMS მეტრი იღებს შემომავალი დენის მყისიერი მნიშვნელობის კვადრატს, აფასებს მას დროთა განმავლობაში და შემდეგ აჩვენებს ამ საშუალოს კვადრატულ ფესვს. გამოყენების იდეალურ პირობებში, ჩვენებები აბსოლუტურად ზუსტია, როგორიც არ უნდა იყოს მრუდი. თუმცა, აპლიკაცია არასოდეს არის სრულყოფილი და მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული ორი შემზღუდველი ფაქტორი: სიხშირის პასუხი და კრესტის ფაქტორი.
ელექტრომომარაგების სისტემების მუშაობისთვის, ჩვეულებრივ, საკმარისია 50-ე ჰარმონიის გაზომვა, ანუ დაახლოებით 2500 ჰც სიხშირემდე. მაქსიმალური ამპლიტუდის მნიშვნელობა, პროპორცია მაქსიმალურ მნიშვნელობასა და RMS მნიშვნელობას შორის ძალიან მნიშვნელოვანია. პიკ-მწვერვალზე მაღალი მნიშვნელობები მოითხოვს ინსტრუმენტებს უფრო ფართო დინამიური დიაპაზონით და, შესაბამისად, მეტი მაღალი სიზუსტითდიაგრამის ტრანსფორმაციაში.
მიუხედავად იმისა, რომ ინსტრუმენტები იძლევა განსხვავებულ მაჩვენებლებს დამახინჯებული მრუდების გაზომვისას, ორივე ინსტრუმენტის წაკითხვები ემთხვევა რეგულარული სინუსური ტალღის გაზომვისას. ეს არის ის პირობა, რომლითაც ხდება მათი დაკალიბრება, ანუ თითოეული ტიპის საზომი ხელსაწყო შეიძლება იყოს დამოწმებული, როგორც დაკალიბრებული, მაგრამ მხოლოდ სინუსოიდებზე გამოსაყენებლად.
ჭეშმარიტი RMS მრიცხველები სულ მცირე 30 წელია არსებობს, მაგრამ ისინი სპეციალიზებული და შედარებით ძვირი ინსტრუმენტები იყო. ელექტრონიკის მიღწევებმა განაპირობა ის, რომ ჭეშმარიტი RMS საზომი ფუნქციები ჩაშენებულია ბევრ ხელმისაწვდომ მულტიმეტრში. სამწუხაროდ ეს ტექნიკური მახასიათებლებიგვხვდება მხოლოდ მწარმოებლების უმეტესობის ყველაზე თანამედროვე პროდუქტებში, მაგრამ ისინი არ არის ისეთი ძვირი, როგორც ადრე იყო და გახდა ხელმისაწვდომი იარაღები ყოველდღიურ საქმიანობაში გამოსაყენებლად.
| მაგიდა პასუხების შედარება საშუალო და ჭეშმარიტი RMS მრიცხველების სხვადასხვა ტალღის ფორმაზე |
|||||||||||||||||||
|
ელექტრული წრის ელემენტების უმეტესობის მუშაობის ლიმიტები განისაზღვრება სითბოს რაოდენობით, რომელიც შეიძლება გაიფანტოს ისე, რომ ელემენტი ან კომპონენტი არ გადახურდეს.
კაბელების მიმდინარე რეიტინგები, მაგალითად, მოცემულია კონკრეტული ოპერაციული პირობებისთვის (ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს რამდენად სწრაფად შეიძლება სითბოს გაფრქვევა) და მაქსიმალური დასაშვები სამუშაო ტემპერატურა. იმის გამო, რომ ჰარმონიულად დაბინძურებულ დენებს აქვთ RMS უფრო მაღალი მნიშვნელობა, ვიდრე საშუალო RMS მრიცხველით გაზომილი, გამოყენებული მავთულები და კაბელები შეიძლება არ იყოს შეფასებული და უფრო ცხელი იყოს ვიდრე მოსალოდნელი იყო. შედეგი იქნება იზოლაციის უკმარისობა, ნაადრევი ცვეთა და ხანძრის საშიშროება.
საბურავის განზომილება იზომება გაგრილების სიჩქარის თანაფარდობის გაანგარიშებით კონვექციისა და გამოსხივების, აგრეთვე გათბობის სიჩქარის გამოთვლით წინააღმდეგობის დაკარგვის გამო. ტემპერატურა, რომლის დროსაც ეს სიჩქარე ტოლია, არის საბურავის სამუშაო ტემპერატურა, ან ის შექმნილია საკმარისად დაბალ სამუშაო ტემპერატურაზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული საიზოლაციო და დამხმარე მასალების ნაადრევი ცვეთა. როგორც კაბელებთან, ნამდვილ RMS გაზომვისას შეცდომები გამოიწვევს უფრო მაღალ სამუშაო ტემპერატურას. იმის გამო, რომ ავტობუსები, როგორც წესი, საკმაოდ დიდი ზომისაა, კანის ეფექტი უფრო აშკარაა, ვიდრე მცირე გამტარებლებში.
ეს იწვევს ტემპერატურის კიდევ უფრო მატებას.
ელექტრული სისტემის სხვა კომპონენტები, როგორიცაა საკრავები და ამომრთველები, შეფასებულია RMS დენით, რადგან მათი მახასიათებლები დაკავშირებულია სითბოს გაფრქვევასთან. ეს არის შემაშფოთებელი ფსევდო დეფექტის გამორთვის მთავარი მიზეზი - მიმდინარე სიძლიერე მოსალოდნელზე მაღალია, ამიტომ ავტომატური გამორთვა მუშაობს ტემპერატურულ რეჟიმში, რომლის დროსაც აუცილებლად მოხდება გამორთვა. როგორც ნებისმიერი ელექტროენერგიის გათიშვა, გამორთვის ღირებულება შეიძლება იყოს საკმაოდ მაღალი და გამოიწვიოს მონაცემთა დაკარგვა კომპიუტერულ სისტემებში, წარუმატებლობა პროცესების კონტროლის სისტემებში და ა.შ. ეს საკითხები განხილული იქნება სახელმძღვანელოს მომავალ პუბლიკაციებში ( სექცია 2)
ამრიგად, მხოლოდ ჭეშმარიტი RMS-ის გაზომვის ხელსაწყოების დახმარებით არის შესაძლებელი კაბელების, ავტობუსების, მიმწოდებლების და დამცავი აღჭურვილობის რეიტინგების ზუსტად შერჩევა. მნიშვნელოვანი კითხვაა თუ არა ამ მოწყობილობასნამდვილი RMS მეტრი? ჩვეულებრივ, თუ მრიცხველი ნამდვილი RMS მრიცხველია, ეს მითითებული იქნება პროდუქტის სპეციფიკაციაში. პრაქტიკაში, პასუხის მიღება შესაძლებელია ცნობილი საშუალო მრიცხველის (ჩვეულებრივ, ყველაზე იაფი ხელმისაწვდომი) და პერსპექტიული ჭეშმარიტი RMS მრიცხველის ჩვენებების შედარებით, არაწრფივი დატვირთვის დროს დენის გაზომვისას, როგორიცაა პერსონალური კომპიუტერის დენი. ინკანდესენტური ნათურის დენი. ორივე მრიცხველი აჩვენებს იმავე ამპერაჟს ინკანდესენტური ნათურის დატვირთვისთვის. თუ ერთ-ერთ ინსტრუმენტს აქვს მნიშვნელოვნად მაღალი მაჩვენებლები (ვთქვათ 20%-ით მეტი) კომპიუტერის დატვირთვისთვის, ვიდრე სხვა დატვირთვისთვის, მაშინ ეს ალბათ ნამდვილი RMS მოწყობილობაა და თუ წაკითხვები იგივეა, მოწყობილობები იგივე ტიპისაა.
RMS გაზომვები მნიშვნელოვანია ნებისმიერ ინსტალაციაში, რომელსაც აქვს არაწრფივი დატვირთვების მნიშვნელოვანი რაოდენობა (პერსონალური კომპიუტერები, ელექტრონული ბალასტები, კომპაქტური ფლუორესცენტური ნათურები და ა.შ.). RMS მრიცხველების საშუალო მაჩვენებელი 40%-მდე დაბალია, რაც იწვევს კაბელებისა და დამცავი მოწყობილობების რეიტინგების ნაკლებ შეფასებას. ეს ემუქრება მათ მუშაობაში წარუმატებლობებს, საგანგებო გამორთვას და ნაადრევ ცვეთას.
უნდა გვახსოვდეს, რომ არასაპროექტო ელექტრო და, რაც მთავარია, თერმული დატვირთვის რეჟიმებში მუშაობისას, რაც გამოწვეულია დენების ჭეშმარიტი მნიშვნელობების არასაკმარისად შეფასების შედეგად, ელექტრო დანადგარის საერთო ენერგოეფექტურობა მცირდება. .
გადაბეჭდილი შემოკლებებით ევროპის სპილენძის ინსტიტუტის გამოცემიდან
"აპლიკაციის სახელმძღვანელო ელექტროენერგიის ხარისხისთვის"
თარგმანი ინგლისურიდან E.V. მელნიკოვას მიერ
თარგმანის რედაქტორი V.S. Ionov
ფესვის საშუალო კვადრატი (RMS). რეალური ან ეფექტური ღირებულება
True Root Mean Square (TRMS)
Root-Mean-Square (RMS)
True Root-Mean-Square (TRMS)
f = f(t) ფორმის ნებისმიერი პერიოდული ფუნქციისთვის (მაგალითად, დენი ან ძაბვა), ფუნქციის rms მნიშვნელობა განისაზღვრება როგორც:
მაშინ პერიოდული არასინუსოიდული ფუნქციის ეფექტური მნიშვნელობა გამოიხატება ფორმულით
 |
ვინაიდან Fn არის n-ე ჰარმონიკის ამპლიტუდა, მაშინ Fn / √2 არის ჰარმონიის ეფექტური მნიშვნელობა. ამრიგად, მიღებული გამოხატულება აჩვენებს, რომ პერიოდული არასინუსოიდული ფუნქციის ეფექტური მნიშვნელობა უდრის ჰარმონიკის ეფექტური მნიშვნელობების კვადრატების ჯამის კვადრატულ ფესვს და მუდმივი კომპონენტის კვადრატს.
მაგალითად, თუ არასინუსოიდული დენი გამოიხატება ფორმულით:
 |
მაშინ დენის rms მნიშვნელობა არის:
 |
ყველა ზემოაღნიშნული თანაფარდობა გამოიყენება ISMS-ის გაზომვის ტესტერებში, UPS-ის დენის გაზომვის სქემებში, ქსელის ანალიზატორებში და სხვა მოწყობილობებში.
უბრალო ტესტერების უმეტესობას არ შეუძლია ზუსტად გაზომოს RMS გარეშე სინუსოიდური სიგნალი(ანუ სიგნალი დიდი ჰარმონიული დამახინჯებით, როგორიცაა კვადრატული ტალღა). ისინი სწორად განსაზღვრავენ ძაბვის RMS-ს მხოლოდ სინუსოიდური სიგნალებისთვის. თუ ასეთი მოწყობილობა ზომავს მართკუთხა ფორმის RMS ძაბვას, მაშინ კითხვა არასწორი იქნება. შეცდომის მიზეზი ის არის, რომ გაანგარიშებისას, ჩვეულებრივი ტესტერები ითვალისწინებენ ფუნდამენტურ ჰარმონიას (ნორმალური ქსელისთვის - 50 ჰც), მაგრამ არ ითვალისწინებენ სიგნალის უფრო მაღალ ჰარმონიკას.
ამ პრობლემის გადასაჭრელად არსებობს სპეციალური მოწყობილობები, რომლებიც ზუსტად ზომავენ RMS-ს, უფრო მაღალი ჰარმონიის გათვალისწინებით (ჩვეულებრივ 30-50 ჰარმონიას). ისინი მონიშნულია სიმბოლოთი TRMS ან TRMS (true root-mean-square) - true root-mean-quare მნიშვნელობა, True RMS, true RMS.
მაგალითად, ჩვეულებრივ ტესტერს შეუძლია გაზომოს ძაბვა UPS-ის გამომავალზე მიახლოებითი სინუსოიდით შეცდომით, ხოლო APPA 106 TRUE RMS MULTIMETER ტესტერი სწორად ზომავს ძაბვას (RMS).
სინუსოიდური სიგნალისთვის, ქსელში ფაზური ძაბვა (ნეიტრალური - ფაზა, ფაზური ძაბვა) უდრის:
URMS f = Umax f / (√2)
სინუსოიდური სიგნალისთვის, ქსელში ხაზოვანი ძაბვა (ფაზა - ფაზა, წრფივი ძაბვა) უდრის:
ურმები l = Umax l / (√2)
კავშირი ფაზასა და ხაზის ძაბვას შორის:
USRM l = USRM f * √3
აღნიშვნები:
f - ხაზოვანი (ძაბვა)
l - ფაზა (ძაბვა)
RMS - ფესვის საშუალო კვადრატული მნიშვნელობა
max - მაქსიმალური ან ამპლიტუდის მნიშვნელობა (ძაბვა)
მაგალითები:
ფაზის ძაბვა 220 ვ შეესაბამება ხაზის ძაბვას 380 ვ
ფაზის ძაბვა 230 ვ შეესაბამება ხაზის ძაბვას 400 ვ
ფაზის ძაბვა 240 ვ შეესაბამება ხაზის ძაბვას 415 ვ
ფაზის ძაბვა:
ძაბვა ქსელში 220 ვ (RMS), - ძაბვის ამპლიტუდური მნიშვნელობა არის დაახლოებით ± 310 ვ.
ქსელის ძაბვა 230 V (RMS), - ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობა არის დაახლოებით ± 325 ვ
ძაბვა ქსელში 240 V (RMS), - ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობა არის დაახლოებით ± 340 ვ.
ხაზის ძაბვა:
ძაბვა ქსელში 380 ვ (RMS), - ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობა არის დაახლოებით ± 537 ვ.
ქსელის ძაბვა 400 V (RMS), - ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობა არის დაახლოებით ±565 V
ქსელის ძაბვა 415 V (RMS), - ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობა არის დაახლოებით ±587 V
ქვემოთ არის საერთო მაგალითიფაზური ძაბვები სამფაზიან ქსელში:
 |
გ.ი. ატაბეკოვი ჯაჭვების თეორიის საფუძვლები გვ.176, 434 გვ.
მრიცხველები საშუალო ჩვენებით
როდესაც ვსაუბრობთ AC მნიშვნელობებზე, ჩვენ ჩვეულებრივ ვგულისხმობთ საშუალო ეფექტურ სითბოს გაფრქვევას ან ფესვის საშუალო კვადრატულ დენს (RMS). ეს მნიშვნელობა ექვივალენტურია DC მნიშვნელობისა, რომელიც გამოიმუშავებს იგივე თერმულ ეფექტს, როგორც გაზომილი AC დენი. ამ RMS დენის მრიცხველით გაზომვის ყველაზე გავრცელებული გზაა AC დენის გასწორება, გამოსწორებული სიგნალის საშუალო მნიშვნელობის პოვნა და შედეგის გამრავლება 1.1-ზე. ეს კოეფიციენტი ითვალისწინებს მუდმივ მნიშვნელობას, რომელიც ტოლია იდეალური სინუსოიდის საშუალო და ფესვის საშუალო კვადრატულ მნიშვნელობებს შორის. თუმცა, თუ სინუსოიდური მრუდი გადაიხრება იდეალური ფორმისგან, ეს კოეფიციენტი წყვეტს მოქმედებას. ამ მიზეზით, საშუალო მნიშვნელობის მრიცხველები ხშირად იძლევა არასწორ შედეგებს თანამედროვე ელექტრო ქსელებში დენების გაზომვისას.
ხაზოვანი და არაწრფივი დატვირთვები
ხაზოვანი დატვირთვები, რომლებიც მოიცავს მხოლოდ რეზისტორებს, ხვეულებს და კონდენსატორებს, ახასიათებს სინუსოიდური დენის მრუდი, ამიტომ არ არის პრობლემები მათი პარამეტრების გაზომვისას. თუმცა, არაწრფივი დატვირთვებისთვის, როგორიცაა ცვლადი სიხშირის დისკები და საოფისე კვების წყაროები, არსებობს დენის დამახინჯებული მრუდები. ასეთი დამახინჯებული მრუდების RMS დენების გაზომვამ საშუალო მრიცხველის გამოყენებით შეიძლება 50%-ით შეაფასოს ნამდვილი მაჩვენებლები და გაინტერესებთ, რატომ უბერავს თქვენი 14 ამპერიანი დაუკრავენ რეგულარულად, როცა თქვენი ამპერმეტრი მხოლოდ 10 ამპერს კითხულობს.
True RMS ინსტრუმენტები (True RMS წაკითხვები)
ასეთი დამახინჯებული მრუდებით დენის გასაზომად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ ტალღის ფორმის ანალიზატორი სინუსოიდის ფორმის შესამოწმებლად და შემდეგ გამოიყენეთ მრიცხველი საშუალო მაჩვენებლებით მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მრუდი აღმოჩნდება მართლაც სრულყოფილი სინუსოიდი. ან ყოველთვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნამდვილი RMS მრიცხველი და არ შეამოწმოთ მრუდის პარამეტრები. ამ ტიპის თანამედროვე მრიცხველები იყენებენ გაზომვის მოწინავე ტექნოლოგიებს, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ალტერნატიული დენის ნამდვილი ეფექტური მნიშვნელობა, მიუხედავად იმისა, არის თუ არა დენის მრუდი სრულყოფილი სინუსოიდი თუ დამახინჯებული. ერთადერთი შეზღუდვა არის ის, რომ მრუდი არის გამოყენებული ინსტრუმენტის წვეროების ფაქტორისა და დასაშვები საზომი დიაპაზონის ფარგლებში.
.
ძაბვის გაზომვები
ყველაფერი, რაც ეხება დენის გაზომვას თანამედროვე ენერგეტიკული სქემებში, ასევე ეხება ძაბვების გაზომვას სამრეწველო აღჭურვილობისა და ელექტრონული მოწყობილობების უმეტეს შემთხვევაში. ხშირად ძაბვის მრუდები არც არის სრულყოფილი სინუსოიდები, რაც იწვევს საშუალო მრიცხველების არასწორ მაჩვენებლებს. ამიტომ, True-RMS მრიცხველები ასევე რეკომენდებულია ძაბვის გაზომვისთვის.
|
მრიცხველის ტიპი |
გაზომვის პრინციპი |
გაზომვა სინუსოიდები |
მართკუთხა გაზომვა სიგნალი 
|
დამახინჯებული სიგნალის გაზომვა. 
|
| საშუალოდ | საშუალო გამოსწორებული მნიშვნელობის გამრავლება. 1.1-ზე | მართალია | 10%-იანი გადაჭარბება | გადაჭარბებული შეფასება 50%-მდე |
| ჭეშმარიტი RMS წაკითხვები | თერმული ეფექტის სიდიდის გამოთვლა საშუალო მნიშვნელობიდან | მართალია | მართალია | მართალია |
სტატიაში წარმოდგენილი AC ვატმეტრი საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ შემდეგი პარამეტრები:
1. RMS ძაბვა
2.
RMS დენი
3. აქტიური ძალა
4. სრული სიმძლავრე
5.
Ძალაუფლების ფაქტორი
6. დატვირთვის საშუალო სიმძლავრე (იხ. ქვემოთ)
ამ განხორციელების მახასიათებლები და მახასიათებლები:
1. გაზომილი სიმძლავრის დიაპაზონი იყოფა ორ დიაპაზონად სიზუსტის გასაუმჯობესებლად, ხოლო მათ შორის გადართვა ხდება ავტომატურად.
2. წაკითხვის გასაუმჯობესებლად და წაკითხვის გამარტივების მიზნით, დანერგილია ინფორმაციის ჩვენების ორი ვარიანტი (ქვემოთ სურათზე)
3. მოწყობილობა საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ძაბვისა და დენის გამომავალი დადგენილ ლიმიტებს მიღმა და ამ ინფორმაციის საფუძველზე აკონტროლოთ დატვირთვა.
4. მოწყობილობა ასევე ზომავს სიმძლავრეს გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ ცვლადი სიმძლავრის მქონე მოწყობილობების რეალური მოხმარება (მაცივარი, უთო, კომპიუტერი).
Სურათი
აქტიური ძალა. მიმდინარე. Ვოლტაჟი.
იგივე სრული სიმძლავრით. Ძალაუფლების ფაქტორი. საშუალო სიმძლავრე გაზომვის პერიოდში.
გაზომვის ტექნიკა:
არის ოლეგ არტამონოვის შესანიშნავი სტატია http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/tower/6484
მისი (და თეორიის) შესაბამისად არის აგებული პროგრამა.
სქემა:
აგებულია საჯაროდ ხელმისაწვდომ კომპონენტებზე და ადვილად იმეორებს.
PSU - ნებისმიერი 5V კვების წყარო მცირე ტალღებით.
გამაძლიერებელი - LM2904 ან მსგავსი
ტრიმერები P1 და P2 - მრავალმობრუნება
Shunt Rsh აწყობილია 0.1 Ohm 2W რეზისტორებიდან, რომლებიც დაკავშირებულია პარალელურად. ის შეირჩევა დაახლოებით 1 რეზისტორზე 1 კვტ მაქსიმალური გაზომვადი სიმძლავრის მიხედვით. დაფას აქვს ადგილი 10 ცალი. დაყენებული მაქვს 4, დაახლოებით 4 კვტ.
ATMega8 კონფიგურირებულია იმისთვის, რომ იმუშაოს შიდა ოსცილატორზე, 8MHz.
გარეგნობა:
ყურადღება მიაქციეთ ოპტოკუპლერს ზედა მარცხენა კუთხეში.
ბეჭდური მიკროსქემის დაფა:
გთხოვთ გაითვალისწინოთ: ყველა PCB ელემენტი არ არის გამოყენებული. მიმდინარე ვერსიაში არ არის საჭირო კვარცი თავისი შეკვრით, K2 ღილაკით (K1-ის გვერდით, არ არის მონიშნული).
ოპტოკუპლერი მდებარეობს მარჯვენა კუთხეში, მაგრამ გირჩევთ გააკეთოთ ის, როგორც ცალკე მოწყობილობა. მოდი მოსახერხებელი.
მიკროსქემის დაყენება და მუშაობა:
ყურადღება: წრე არის ქსელის ძაბვის ქვეშ. Firmware MK აწარმოოს როდესაც ძაბვა გამორთულია, ელექტროენერგია პროგრამისტის მეშვეობით! შეაერთეთ UART გამომავალი მხოლოდ ოპტოკუპლერის საშუალებით!
დაყენება დაყოფილია ორ ეტაპად.
ნაბიჯი 1. ნულოვანი წერტილის დაყენება.
დააჭირეთ ღილაკს და ჩართეთ მოწყობილობა. გაათავისუფლეთ ღილაკი.
ეკრანზე გამოჩნდება შემდეგი სურათი:
ეს არის ძაბვის და დენის მნიშვნელობები 0..1023 მასშტაბით.
მარცხნიდან მარჯვნივ: მინიმალური პერიოდისთვის, მაქსიმალური პერიოდისთვის, საშუალო.
P1 და P2 ტრიმერების დახმარებით საშუალოდ დავაყენეთ 511.
ჩვენ ვამოწმებთ ზღვრის არსებობას მინიმალური და მაქსიმალური ზემოთ და ქვემოთ.
რიცხვი #-ის შემდეგ მიუთითებს პერიოდში აღებული ნიმუშების რაოდენობაზე. ეს რიცხვი 200-ზე ოდნავ ნაკლები უნდა იყოს.
ეტაპი 2. კალიბრაცია.
შეაერთეთ UART-USB ადაპტერი. მაგალითად ასე:
ოპტოკუპლერის საშუალებით. მისი დაფა არის ფაილში მთავარ დაფასთან ერთად, შემდეგ ჩანართზე.
გაუშვით ტერმინალის პროგრამა 4800 სიჩქარით.
- შეაერთეთ სამაგალითო ვოლტმეტრი და ამპერმეტრი და აქტიური დატვირთვა, მაგალითად 100 W.
- შეაერთეთ მოწყობილობა ქსელში. ჩატვირთვისას „თერმომეტრის“ სურათზე დააჭირეთ K1 და არ გაათავისუფლოთ მანამ, სანამ „თერმომეტრი“ არ მიაღწევს ეკრანის კიდეს. (კონფიგურაცია) გამოჩნდება ეკრანზე.
- ტერმინალში უნდა გამოჩნდეს ფორმის სურათი:
ეს არის დიალოგური ფანჯარა. ახალი მნიშვნელობის შენახვა ხდება ასე:
(პუნქტი) (Enter) (მნიშვნელობა) (Enter)
პუნქტების ახსნა:
1, მუდმივი ძაბვისთვის
2.
მუდმივი მიმდინარე 1 დიაპაზონისთვის
3. მუდმივი მიმდინარე 2 დიაპაზონისთვის
4. გაზომვის პერიოდების რაოდენობა. გავლენას ახდენს ინფორმაციის განახლების სიხშირეზე.
5,6,7 დატვირთვის კონტროლის პარამეტრები (დამკრავი). კონტროლის გამომავალი LED1, LED2.
8. ტერმინალში გამოსავლის მართვა. Იხილეთ ქვემოთ.
0. გასვლა
კალიბრაციისთვის გააკეთეთ ფორმის პროპორცია: X \u003d (ჩაწერილი მუდმივი) * (საცნობარო ძაბვა) / (გამოსახული ძაბვა)
ჩაწერეთ მეხსიერებაში. საჭიროების შემთხვევაში გაიმეორეთ.
გაიმეორეთ დენისთვის, შემდეგ შეცვალეთ დატვირთვა მეორე დიაპაზონში (ვთქვათ 1000 ვტ) და გაიმეორეთ.
ყველაფრის გამოყენება შესაძლებელია.
სხვა:
1. ზედა მარჯვენა კუთხეში არის ინდიკატორი. მისი მოციმციმე ადასტურებს, რომ მოწყობილობა მუშაობს.
ამ ინდიკატორის შიგნით წერტილი აჩვენებს ჩართულ დიაპაზონს: ნაკლები - 1 დიაპაზონი, მეტი - 2 დიაპაზონი.
2. მუდმივი Disp, რომელიც აღწერილია კალიბრაციის მეორე ეტაპზე, აკონტროლებს ტერმინალში მონაცემთა გამოტანის რეჟიმს.
Disp=0 არაფერი გამოდის.
Disp=1 მონაცემთა ჩვენების დუბლიკატი ტერმინალში:
Disp=2 ოსცილოსკოპის რეჟიმი. ამ რეჟიმში, ძაბვისა და დენის მყისიერი მნიშვნელობების შენახული საზომი მონაცემები გამოდის ტერმინალში, სადაც მათი კოპირება (მაგალითად) Excel-ში, ადეკვატურობის შემოწმება და უბრალოდ დენის და ძაბვის ფორმის შესასწავლად შესაძლებელია. ქსელში. სტატიას ერთვის ფაილის მაგალითი.
4. ოპერაციულ რეჟიმში K1 ღილაკი ცვლის ჩვენების რეჟიმებს ეკრანზე.
Სულ ეს არის. მოხარული ვიქნები გამოხმაურებით.
| Დანიშნულება | ტიპი | დასახელება | რაოდენობა | შენიშვნა | ქულა | ჩემი ბლოკნოტი | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BP | Ენერგიის წყარო | 5 ვოლტი | 1 | ნებისმიერი | რვეულში | ||
| USB to UART ადაპტერი | 1 | საჭიროა კალიბრაციისთვის | რვეულში | ||||
| ოპტიკური საიზოლაციო დაფა | 1 | ფოტოში, USB-UART ადაპტერისთვის | რვეულში | ||||
| OP1, OP2 | ოპერაციული გამაძლიერებელი | LM2904 | 1 | რვეულში | |||
| IC2 | MK AVR 8 ბიტიანი | ATmega8 | 1 | რვეულში | |||
| LCD დისპლეი | HD44780 2x20 | 1 | რვეულში | ||||
| D1, D2 | მაკორექტირებელი დიოდი | 1N4007 | 2 | რვეულში | |||
| LED1, LED2 | სინათლის დიოდი | 2 | რვეულში | ||||
| C1, C2 | ელექტროლიტური კონდენსატორი | 6.8 uF | 2 | რვეულში | |||
| C3 | კონდენსატორი | 100 nF | 1 | რვეულში | |||
| R1 | რეზისტორი | 20 kOhm | 1 | რვეულში | |||
| R2, R5, R8 | რეზისტორი | 10 kOhm | 3 | რვეულში | |||
| R3, R6, R10, R13, R14 | რეზისტორი | 1 kOhm | 5 | რვეულში | |||
| R4 | რეზისტორი | 470 kOhm | 1 | რვეულში | |||
| R7 | რეზისტორი | 0,1 ohm 2 W | 10 | Rsh, დაკავშირებული პარალელურად, აირჩიეთ ნომერი | რვეულში | ||
| R9, R12 | რეზისტორი | 680 ohm | 2 | რვეულში | |||
| R11 | რეზისტორი | 330 kOhm | 1 | რვეულში | |||
| P1 | ტრიმერის რეზისტორი | 330 kOhm | 1 | მრავალმობრუნება | რვეულში | ||
| P2 | ტრიმერის რეზისტორი | 1.5 kOhm | 1 | მრავალმობრუნება | |||
