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什么是真有效值？

發(fā)布日期：2012年12月25日   瀏覽次數(shù)：34次   編輯：深圳連訊

用過(guò)福祿克萬(wàn)用表的可能都知道，福祿克萬(wàn)用表有些是真有效值，有些不是，那現(xiàn)在連訊工程師為大家介紹下什么叫真有效值吧。

百科：真有效值即為“真正有效值”之意，英文縮寫(xiě)為“TRMS”，有的文獻(xiàn)也稱(chēng)為真均方根值，我們先回憶一下交流電壓的有效值的表達(dá)式，它的定義如下： 　　

　　我們對(duì)式（1）進(jìn)行變換，兩邊平方，并令

　　就得到真有效值電壓的另一種表達(dá)式 　　

從（3）式即得，對(duì)輸入電壓依次進(jìn)行“取絕對(duì)值→平方/除法→取平均值”運(yùn)算，也能得到交流電壓的有效值，而且這公式更有使用價(jià)值。舉例說(shuō)明：假如要測(cè)量一電壓變化范圍是0.1V-10V，平方后u=10mV—100V，這就要求平方器具有相當(dāng)大的動(dòng)態(tài)范圍（10000：1），這樣的平方電路誤差就可能超過(guò)1mV，要平方器能輸出100V的電壓，技術(shù)上是難以實(shí)現(xiàn)的。如果使用式（3）的既便于設(shè)計(jì)電路，也能保證了準(zhǔn)確度。因此，目前大多數(shù)的集成單片真有效值/直流轉(zhuǎn)換器均采用式（3）的原理而設(shè)計(jì)。 　　真有效值儀表的的核心器件是TRMS/DC轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)在市場(chǎng)上這類(lèi)單片的集成芯片很多，真有效值儀表普遍使用了這類(lèi)集成電路。單片集成電路具有集成度高、功能完善，外圍元件少，電路連接簡(jiǎn)單、電性能指標(biāo)容易保證等諸多優(yōu)點(diǎn)，這類(lèi)芯片能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)測(cè)量各種電壓波形的有效值，無(wú)須考慮波形參數(shù)和失真，這些性能是平均值儀表無(wú)法比擬的。

福祿克官方內(nèi)部數(shù)據(jù)：為什么要使用真有效值？

“RMS”“root-mean-square”（均方根）。它來(lái)源于用于計(jì)算任意 AC 波形的有效值（或發(fā)熱值）的一個(gè)數(shù)學(xué)公式。在電氣術(shù)語(yǔ)中，ac rms 值等同于特定波形（電壓或電流）的 dc 發(fā)熱值。例如，如果電爐中的電阻發(fā)熱元件在 240 V ac rms 下的額定發(fā)熱量為 15 kW，則如果施加 240 V dc 電壓而不是 ac 電壓，就會(huì)得到相同的熱量。
熔斷器、母排、導(dǎo)線和斷路器的熱元件等部件都以有效值 (rms) 電流來(lái)標(biāo)明額定值，因?yàn)樗鼈兊闹飨拗谱饔门c熱量耗散有關(guān)。如果我們想檢查一個(gè)電路有無(wú)過(guò)載，則需要測(cè)量 rms 電流，并將測(cè)量值與有關(guān)部件的額定值進(jìn)行比較。
如果一個(gè)鉗形表被標(biāo)明可響應(yīng)真有效值，這意味著該工具的內(nèi)部電路會(huì)根據(jù) rms 公式來(lái)計(jì)算發(fā)熱值。這種方法可給出正確的發(fā)熱值，而不管電流波形如何。
某些廉價(jià)的鉗形表，沒(méi)有真有效值電路，而使用簡(jiǎn)化法來(lái)得到均方根值。這些儀表被歸為“平均響應(yīng)-真有效值指示”型。這些儀表可捕獲 ac 波形經(jīng)過(guò)整流的平均值，并將數(shù)值乘以 1.1 以計(jì)算出 rms 值。換言之，它們所顯示的值不是一個(gè)真實(shí)值，而是一個(gè)基于波形的假設(shè)計(jì)算出來(lái)的值。平均響應(yīng)方法適用于純粹正弦波，但在波形因可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器或計(jì)算機(jī)而發(fā)生波形失真時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致高達(dá) 40 % 的較大讀數(shù)誤差。下表給出了兩種不同類(lèi)型儀表響應(yīng)不同波形的方式的一些示例。
鉗形表有兩種外形。最常見(jiàn)的類(lèi)型是一體式鉗形表，它包括鉗口，讀數(shù)顯示，和嵌于獨(dú)立單元內(nèi)的測(cè)量電路。這類(lèi)型的鉗形表包括，Fluke 335,336和337?？稍谇懊姘迳峡吹秸嬗行е底謽?。
第二種類(lèi)型是由變流器（CT）型附件組成，它與數(shù)字萬(wàn)用表共同使用。這類(lèi)型的鉗形表包括 Fluke i200s、80i-400 和 80i-600A。鉗形表的鉗口將所測(cè)導(dǎo)線圍住，這充當(dāng)了變壓器的單圈初級(jí)線圈。次級(jí)線圈有 1000 匝，這就把所測(cè)電流除以了 1000；如果所測(cè)電流為安培級(jí)，那么就轉(zhuǎn)化為毫安級(jí)。當(dāng)鉗形表的輸出線插到萬(wàn)用表的交流毫安接口，這樣，萬(wàn)用表的十位讀數(shù)就是所測(cè)的安培值。

本文關(guān)鍵字: Fluke, 萬(wàn)用表, 真有效值, 福祿克
原創(chuàng)標(biāo)題：什么是真有效值？
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