¿Cómo se diseñan los instrumentos eléctricos para medir los valores RMS?

Answer 1

Bobina móvil Los medidores miden DC. Para medir AC se necesita un rectificador. La aguja responde al valor promedio a corto plazo. Pero puede escribir la escala de la forma que desee, por lo que puede escribir una escala RMS. Sin embargo, existe un inconveniente, y es que la relación entre el promedio y el RMS es diferente para diferentes factores de forma (formas de onda). Los medidores de bobina móvil tienden a tener una escala para CC y otra para sinusoides, etiquetada como CA. Las señales de onda triangular o cuadrada se mostrarán de manera incorrecta.

Los medidores digitales modernos lo hacen de manera completamente diferente. Utilizan amplificadores de valor absoluto para escalar valores instantáneos, luego los apilan en una matriz de memoria. Eso se muestrea para generar un RMS en un intervalo de muestra, cuadrando, promediando y tomando una raíz.

Answer 2

Hay medidores digitales y analógicos.

Para medidores analógicos, RMS a menudo se simula usando un promedio y marcando la cara de un medidor con el valor RMS equivalente suponiendo que la entrada es una sinusoide. Esto proporciona lecturas inexactas si la forma de onda no es significativamente una sinusoide, como una forma de onda cuadrada o triangular. Sin embargo, en los medidores utilizados para medir equipos alimentados por la red de CA, las formas de onda de las fuentes accionadas por la línea de alimentación serán sinusoidales.

También es posible hacer medidores analógicos RMS verdaderos donde la señal se procesa a través de un circuito de lectura RMS y luego se muestra en una cara del medidor lineal marcado.

Para los medidores digitales, tiene lo mismo, la lectura se promedia y las unidades se escalan para leer el RMS correcto para sinusoides. Esto funciona bien para los circuitos relacionados con la línea eléctrica en los que todas las formas de onda provienen de la red eléctrica de CA que son sinusoides confiables.

También puede tener medidores digitales RMS verdaderos; en este caso, hay un par de opciones: una, la señal analógica se ejecuta a través de un convertidor RMS analógico y luego se mide mediante un A / D y se muestra.

El otro es un muestreo rápido A / D; se toman una multiplicidad de muestras dentro de un ciclo de AC, luego las N muestras se procesan matemáticamente a través del algoritmo RMS (raíz cuadrada de 1 / N veces la suma de los cuadrados) y luego se muestran.

Answer 3

Aún otro enfoque utiliza “bolómetros”. Estos son instrumentos verdaderamente fundamentales que miden el efecto de calentamiento de la forma de onda de corriente o voltaje de interés. Este efecto de calentamiento es precisamente proporcional al valor MS, a partir del cual se calcula directamente el valor RMS. (Nota: RMS = root-mean-square) Muchos medidores de potencia de RF resistentes y prácticos funcionan según el principio del bolómetro.
Al operar bolómetros a temperaturas criogénicas, como la del helio líquido a alrededor de 4 grados Kelvin, se pueden lograr sensibilidades bastante altas, pero dicha operación requiere un entorno de laboratorio.
Para aplicaciones menos exigentes, se pueden usar detectores de diodos calibrados adecuadamente, con quizás alguna forma de tabla de búsqueda para corregir cualquier desviación de la verdadera respuesta de la ley cuadrática.
La etimología del “bolómetro” posiblemente se relaciona con el efecto de calentamiento de los impactos repetidos, como por un martillo en una pieza de metal.

Answer 4

Hay dos tipos de medidores; Medidores de imanes permanentes que miden valores de CC (promedio) y medidores de hierro en movimiento que miden directamente valores de CA y CC Rms.

Ahora, para medir RMS utilizando instrumentos PMMC, se puede hacer una calibración simple teniendo en cuenta el tipo de forma de onda que se está midiendo. Como se sabe, el factor de forma es una relación de valores rms a valores promedio, por lo que la salida de PMMC se puede multiplicar por el factor de forma de la forma de onda y el valor Rms se puede calcular. Si el instrumento se usa para medir formas de onda similares solamente, entonces la escala se puede precalibrar con el factor de forma. De lo contrario, habría que introducir un factor de multiplicación manual.

Answer 5

En el vatímetro hay una bobina de inducción y una bobina de presión. Este movimiento de la bobina de presión de acuerdo con la entrada de la bobina de inducción se calibra en el movimiento de la aguja al valor eficaz.

Answer 6

Los multímetros basados ​​en DSP muestrean las curvas I y V a través de sus convertidores A / D, convierten las muestras en matrices de valores enteros, de punto fijo o de punto flotante, y realizan las matemáticas en software, ya sea usando alguna biblioteca matemática o polinomio (serie ) aproximación.

La interfaz entre DSP y “los cables” puede tener su propia respuesta de CA (función de transferencia, reactancia, etc.), que debe descartarse en las ecuaciones, ya sea utilizando un modelo matemático del circuito, filtrado / ecualización digital, etc. El punto es básicamente emular una respuesta de frecuencia plana.

Answer 7

Creo que necesita un viaje al foro de Ingeniería Eléctrica para obtener una respuesta más detallada que yo pueda darle. Aquí hay un enlace ¿Cuál es la diferencia entre un multímetro con RMS y uno con True RMS?

Y Loring Chien publicó respuesta a su pregunta fue excelente, para.

Answer 8

su pregunta está incompleta … ¿le interesan los instrumentos digitales o analógicos? depende…