Переменные напряжения и токи могут характеризоваться различными показателями. Например, для переменное периодическое напряжение произвольной формы u (t ), помимо амплитудных значений может характеризоваться:

• средним значением (постоянной составляющей)

• средневыпрямленным значением

• эффективным или действующим значением

Чаще всего, о действии переменного напряжения или тока судят по средней за период мощности, разогревающей активное сопротивление R по которому проходит переменный ток (или на которое подается переменное напряжение). Процесс нагрева инерционный и обычно его время намного больше периода T переменного напряжения или тока. В связи с этим принято пользоваться действующим значением синусоидального напряжения и тока. В этом случае:

Отсюда ясно, что для измерения действующего значения синусоидального напряжения или тока достаточно измерить их амплитудное значение и поделить на√2 =1.414 (либо умножить на 0.707).

Вольтметры и амперметры переменного тока часто служат для измерения уровней переменного напряжения и тока несинусоидальной формы . Теоретически такие сигналы могут быть представлены рядом Фурье, состоящим из суммы постоянной составляющей сигнала, первой его гармоники и суммы высших гармоник. Для линейных цепей в силу принципа суперпозиции мощность несинусоидального сигнала определяется мощностью всех его составляющих. Она зависит от состава гармоник сигнала, определяемого формой сигнала.

Как правило, независимо от метода измерений они обычно градуируются в эффективных значениях синусоидального переменного напряжения или тока. Обычно в этом случае с помощью двухполупериодного выпрямителя напряжения или токи выпрямляются и возможно измерение их средневыпрямленного напряжения (часто его называют просто средним, но это не совсем точно - см. выше). Отклонение формы переменного напряжения от синусоидальной принято учитывать коэффициентом формы:

k ф = U д /U ср

Для прямоугольного сигнала (меандра) k Ф =1, а для синусоидального k Ф =π/2√2=1.1107. Такое различие вызывает большую разницу показаний даже в этих простых случаях.

Ныне широкое применение получили персональные компьютеры, сотовые телефоны с импульсным режимом работы передатчиков, импульсные и резонансные преобразователи напряжения и источники питания, электроприводы с регулируемой скоростью и другое оборудование, потребляющее токи в виде кратковременных импульсов или отрезков синусоиды. При этом среднеквадратическое значение сигналов должно учитывать все гармоники его спектра. В этом случае говорят, что оно является истинным среднеквадратическим значением (TrueRMS или TRMS ).

К сожалению, при измерениях напряжений и токов с различными, отличными от синусоидальных, временными зависимостями возникают большие проблемы из-за нарушения соотношений между средневыпрямленными или амплитудными значениями переменного напряжения или тока и их действующими значениями. Обычные измерители напряжений и токов с усредненными показаниями в этом случае дают недопустимо большую погрешность см. рис. Упрощенное измерение действующего значения токов порою может дать занижение до 50% истинных результатов.

Рис. 1. Сравнение различных видов измерения меняющихся напряжений и токов

Не знающий этого пользователь может долго удивляться, почему предохранитель в устройстве на ток 10 А регулярно сгорает, хотя по показаниям амперметра или обычного мультиметра ток составляет допустимую величину в 10 А. При отклонении кривой измеряемого напряжения или тока от идеальной синусоидальной формы уточнение с помощью коэффициента 1,1107≈1.1 становится недопустимым. По этой причине измерители с усредненными показаниями зачастую дают неверные результаты при измерении токов в современных силовых сетях. В связи с этим были созданы приборы, измеряющие действительно истинное среднеквадратическое значение переменного напряжения и тока любой формы, которое определяется по нагреву линейного резистора, подключенного к измеряемому напряжению.

В наше время современные мультиметры, измеряющие истинное среднеквадратическое значение переменного напряжения или тока (не обязательно синусоидальных), обычно помечаются лейбом True RMS. В таких измерителях используются более совершенные схемы измерения, нередко со средствами микропроцессорного контроля и коррекции. Это позволило существенно повысить точность измерения и уменьшить габариты и массу приборов.

Вступление

Измерение trueRMS переменного напряжения - задача не совсем простая, не такая, какой она кажется с первого взгляда. Прежде всего потому, что чаще всего приходится измерять не чисто синусоидальное напряжение, а нечто более сложное, усложнённое наличием гармоник шумов.

Поэтому соблазнительно простое решение с детектором среднего значения с пересчётом в ср.кв. значения не работает там, где форма сигнала сильно отличается от синусоидальной или просто неизвестна.

Профессиональные вольтметры ср. кв. значения - это достаточно сложные устройства как по схемотехнике, так и по алгоритмам . В большинстве измерителей, которые носят вспомогательный характер и служат для контроля функционирования, такие сложности и точности не требуются.

Также требуется, чтобы измеритель мог быть собран на самом простом 8-битном микроконтроллере.

Общий принцип измерения

Пусть имеется некое переменное напряжение вида, изображённого на рис. 1.

Квазисинусоидальное напряжение имеет некий квазипериод T.

Преимущество измерения среднеквадратичного значения напряжения в том, что в общем случае время измерения не играет большой роли, оно влияет только на частотную полосу измерения. Большее время даёт большее усреднение, меньшее даёт возможность увидеть кратковременные изменения.

Базовое определение ср. кв. значения выглядит вот таким образом:

Таким образом, время измерения может быть, вообще говоря, любым.

Для реального измерения реальной аппаратурой для вычисления подинтегрального выражения необходимо проквантовать сигнал с некоторой частотой, заведомо превосходящей не менее, чем в 10 раз частоту квазисинусоиды. При измерении сигналов с частотами в пределах 20 кГц это не представляет проблемы даже для 8-битных микроконтроллеров.

Другое дело, что все стандартные контроллеры имеют однополярное питание. Поэтому измерить мгновенное переменное напряжение в момент отрицательной полуволны не представляется возможным.

В работе предложено довольно остроумное решение, как внести постоянную составляющую в сигнал. Вместе с тем в том решении определение момента, когда стоит начать или закончить процесс вычисления ср. кв. значения представляется довольно громоздким.

В данной работе предлагается метод преодоления этого недостатка, а также вычисление интеграла с большей точностью, что позволяет снизить число точек выборки до минимума.

Особенности аналоговой части измерителя

На рис. 2 показано ядро схемы предварительной аналоговой обработки сигнала.

Сигнал поступает через конденсатор C1 на усилитель-формирователь, собранный на операционном усилителе DA1. Сигнал переменного напряжения замешивается на неинвертирующем входе усилителя с половиной опорного напряжения, которое используется в АЦП. Напряжение выбрано 2.048 В, поскольку в компактных устройствах часто используется напряжение питания +3.6 В и менее. В иных случаях удобно использовать 4.048 В, как в .

С выхода усилителя-формирователя через интегрирующую цепочку R3-C2 сигнал поступает на вход АЦП, который служит для измерения постоянной составляющей сигнала (U0). C усилителя-формирователя сигнал U’ - это измеряемый сигнал, сдвинутый на половину опорного напряжения. Таким образом, чтобы получить переменную составляющую, достаточно вычислить разность U’-U0.
Сигнал U0 используется также в качестве опорного для компаратора DA2. При переходе U’ через значение U0 компаратор вырабатывает перепад, который используется для формирования процедуры прерывания для сбора измерительных отсчётов.

Важно, что во многие современные микроконтроллеры встроены как операционные усилители, так и компараторы, не упоминая АЦП.

Базовый алгоритм

На рис. 3 дан базовый алгоритм для случая измерения величины переменного напряжения с основной частотой 50 Гц.


Запуск измерения может осуществляться по любому внешнему событию вплоть до кнопки, нажимаемой вручную.

После запуска в первую очередь измеряется постоянная составляющая во входном сигнале АЦП, а затем контроллер переходит в ожидание положительного перепада на выходе компаратора. Как только прерывание по перепаду наступает, контроллер делает выборку из 20 точек с временным шагом, соответствующим 1/20 квазипериода.

В алгоритме написано X мс, поскольку низкобюджетный контроллер имеет собственное время задержки. Чтобы измерение происходило в правильные моменты времени, необхоимо учитывать эту задержку. Поэтому реальная задержка будет меньше 1 мс.

В данном примере задержка соответствует измерениям квазисинусоид в диапазоне 50 Гц, но может быть любой в зависимости от квазипериода измеряемого сигнала в пределах быстродействия конкретного контроллера.

При измерениях ср.кв. значения напряжения произвольного квазипериодического сигнала, если априори неизвестно, что это за сигнал, целесообразно измерить его период, используя встроенный в контроллер таймер и тот же выход компаратора. И уже на основании этого замера устанавливать задержку при осуществлении выборки.

Вычисление среднеквадратичного значения

После того, как АЦП создал выборку, имеем массив значений U"[i], всего 21 значение, включая значение U0. Теперь, если применить формулу Симпсона (точнее, Котеса) для численного интергрирования, как наиболее точную для данного применения, то получим следующее выражение:

где h - шаг измерения, а нулевой компонент формулы отсутствует, поскольку он равег 0 по определению.

В результате вычисления мы получим значение интеграла в чистом виде в формате отсчётов АЦП. Для перевода в реальные значения полученное значение нужно промасштабировать с учётом величины опорного напряжения и поделить на интервал времени интегрирования.

где Uоп - опорное напряжение АЦП.

Если всё пересчитать в мВ, K приблизительно равняется просто 2. Масштабный коэффициент относится к разностям в квадратных скобках. После пересчёта и вычисления S делим на интервал измерения. С учётом множителя h фактически получаем деление на целое число вместо умножения на h с последующим делением на интервал времени измерения.

И в финале извлекаем квадратный корень.

И вот тут самое интересное и сложное наступает. Можно, разумеется, использовать плавающую точку для вычислений, поскольку язык C это допускает даже для 8-битных контроллеров, и производить вычисления непосредственно по приведённым формулам. Однако скорость расчёта упадёт существенно. Также можно выйти за пределы весьма небольшого ОЗУ микроконтроллера.

Чтобы такого не было, нужно, как верно указано в , использовать фиксированную точку и оперировать максимум 16-битными словами.

Автору эту проблему удалось решить и измерять напряжение с погрешностью Uоп/1024, т.е. для приведённого примера с точностью 2 мВ при общем диапазоне измерения ±500 мВ при напряжении питания +3.3 В, что достаточно для многих задач мониторинга процессов.

Программная хитрость состоит в том, чтобы все процессы деления, по возможности, делать до процессов умножения или возведения в степень, чтобы промежуточный результат операций не превышал 65535 (или 32768 для действий со знаком).

Конкретное программное решение выходит за рамки данной статьи.

Заключение

В данной статье рассмотрены особенности измерения среднеквадратичных значений напряжения с помощью 8-битных микроконтроллеров, показан вариант схемной реализации и основной алгоритм получения отсчётов квантования реального квазисинусоидального сигнала.

Два года назад я делал обзор на эту модель мультиметра. То был прибор, заказанный по просьбе моего знакомого. На этот раз заказал на свои (рассчитывал в подарок). Заказ получил ещё весной. Но, думаю, обзор актуальности не потерял. Так что ж меня заставило сделать этот обзор? В том топике сделал одно серьёзное упущение. Совершенно не заметил надпись True RMS. Некоторые измерения тоже пропустил. Проверю более глубинно.
И не мешало бы напомнить, что есть такой недорогой мультиметр (самый дешёвый с True RMS). Ведь тот обзор не все читали.

Для покупки мультиметра я использовал скидку. Если у вас есть поинты, вы тоже можете ими воспользоваться.
Для начала быстро глянем, в каком виде всё прибыло. Посылка бестрековая. Платить за трек очень не хотелось, зная особенно, что из этого магазина итак всё неплохо приходит (менее 30 дней с оплаты).


Стандартный пакет без «пупырки». Внутри вспененный полиэтилен должен был защитить прибор от всех неожиданностей.

От всех неожиданностей он не защитил. В итоге имеем серьёзно сплюснутую коробочку. Но прибор цел и невредим.
Вот, что было в комплекте:
1-Коробочка
2-Мультиметр
3-Инструкция на «родном» китайском языке. Скан можно глянуть здесь:

4-Две батарейки ААА (внутри мультиметра).
5-Шнурок на ……. руку? Скорее на два пальца (ну очень маленький).
6-Гарантийная карточка.


За это время в оформлении девайса ничего не изменилось.


Голографическая наклейка в подтверждение подлинности (по центру и её периметру иероглифы).


Откидываю крышку, и прибор готов к работе. Щупы с проводами аккуратно собраны в специальный кармашек. Длина проводов 37см + щупы 10см. Места очень мало. С трудом всё умещается.


Провода тонкие и немягкие. Если бросить в машину и пользоваться изредка – надолго хватит. При повседневном пользовании щупы вскоре придётся заменить. Новые уже в кармашек не влезут. Придётся сверлить дырку (отверстие) сбоку. Иначе крышка не закроется.
Вот эту надпись тогда я не заметил.


На крышке краткие характеристики с возможностями прибора.


На странице магазина более детально с указанием погрешности измерений.

На самом деле всё намного лучше. Об этом чуть позже.
Сам прибор в пластмассовом корпусе с крышкой, закрывающей лицевую панель. Корпус выполнен аккуратно, все прилегает достаточно плотно.
Мультиметр небольших размеров.

Взвесил. С батарейками 127г.


Надписи, нанесённые на прибор, имеют чёткие очертания.


Крышка на защелке, закрывается плотно, для открывания надо приложить небольшое усилие. В крышке прорезь. Закрыть прибор крышкой можно только в том случае, если переключатель режимов установлен в правильное левое положение «выключен».


Крышку можно использовать как подставку. Хотя, такое использование сомнительно.

Переключатель режимов работы дисковый, с четкой фиксацией и щелчком.
При включении автоматически включается режим с автовыбором диапазона измерений. Для ручного выбора диапазона имеется желтая кнопка «RANGE», с циклическим переключением.
Подсветки дисплея нет.
Автооключение.
Если с прибором не совершается никаких операций при помощи поворотного переключателя или кнопок, то через 14-15 минут он подаёт четыре коротких предупредительных попискивания (достаточно громких). После пятого более продолжительного - мультиметр переходит в спящий режим и отключается. Для его оживления придётся перевести переключатель режимов в положение OFF, а затем включить в нужное положение. На нажатие кнопок не реагирует, «оживить» таким образом не удастся.
Включение/отключение режима автоматических измерений «RANGE» (жёлтая кнопка) .
Работает при измерении сопротивления и напряжения постоянного/переменного тока. Для этого необходимо нажать на кнопку. Кратковременное нажатие переключает поддиапазоны. В режиме измерения ёмкости и частоты автоматический режим измерения не отключается.
Относительные измерения «REL» (синяя кнопка).
Работает при измерении напряжения и сопротивления.
При измерении частоты переключает в режим измерения скважности.
Разрядность дисплея: 4000 отсчётов с плавающей точкой.

Возможности дисплея избыточны по отношению к возможностям прибора.
Девайс работает от двух батареек ААА. Это несомненно плюс.


Батарейки шли в комплекте. Обычные солевые, их лучше поменять. Если потекут – испортят пружинки.
Кому интересно, заглянем, что внутри.
Один саморез я открутил. Без снятия батарейной крышки к «потрохам» не добраться. Дальше необходимо обезвредить несколько защёлок.


Затем откручиваю 4 самореза.


Контактные площадки переключателя почти не смазаны. Смазал циатимом.
Внутри ни одного подстроечного элемента. С одной стороны – плохо. Нельзя подрегулировать точность измерений (в случай чего). С другой стороны – хорошо. Подстроечных элементов нет, значит, и сбиваться нечему.
В роли процессора микросхема типа «клякса». Компаунда не пожалели.


К качеству пайки замечаний не имею.
Прибор я закрываю, и перехожу к определению точностных характеристик прибора.
Все приборы, при помощи которых буду определять точность, имеют стоимость в пределах от 10 000 до 100 000рублей. Естественно это не личные приборы. Вряд у кого они есть в личном пользовании. Кому-то будет интересно.
Проверим, как измеряет переменку при помощи В1-9 (установка для поверки вольтметров)


Эта установка позволяет измерять погрешность непосредственно в процентах. Но этой удобной опцией я не воспользуюсь. Все измерения приведу в виде таблицы. По моему мнению, так нагляднее. Выставляю частоту 50Гц, регулятор погрешности вывожу на ноль. Просто записываю то, что показывает мультиметр.


Результат просто шикарный. На 10мВ можно особо не обращать внимание. Во-первых, погрешность даёт наводимое на провода напряжение (наводка). Во-вторых, за всю жизнь не приходилось измерять напряжения такого уровня. Для измерения напряжений такого уровня необходимы экранированные провода небольшой длины.
Кроме всего прочего эта установка позволяет изменять частоту образцового сигнала. В результате я получил, что мультиметр позволяет точно измерять синусоиду в пределах 10-1100Гц.
А вот сравнительное фото измеренного напряжения промышленной сети с другим достаточно точным прибором True RMS В7-78 (будем его считать образцовым), который стОит раз в… цать дороже обозреваемого.


Расхождения имеются. Но это очень хороший результат. Поверьте мне, не первый год тружусь…
Постоянку буду оценивать при помощи калибратора программируемого П320. Всё просто. Подключаю к калибратору мультиметр и записываю то, что он (мультиметр) показывает. Все данные свёл в таблицу.


На пределах 420мВ - 4,2В - 42В результат просто шикарный. На остальных - в заявленных границах.
Перехожу к измерению сопротивления.
Помогут мне магазины сопротивлений Р4834 и Р4002.
Сначала перемкнул щупы.

Все данные измерений свёл в таблицу.


Если не брать во внимание предел 42МОм, погрешность намного выше заявленной (в последнем знаке).
Прозвонка диодов и пищалка разнесены в разные режимы. При прозвонке диодов на разомкнутых щупах присутствует напряжение батареи. Можно прозванивать светодиоды. Под нагрузкой напряжение (естественно) падает.

В режиме пищалка и измерении сопротивлений напряжение на щупах около одного Вольта.
Это реально измеренные показания.
Точность измерения ёмкостей проверю при помощи магазина Р5025.
Некоторые нюансы поясню.
1.Образцовка имеет начальную ёмкость, её необходимо учитывать.
2.При измерении ёмкостей более 10мкФ наблюдается задержка в измерениях. Время задержки я отметил в таблице.


Магазин ограничен ёмкостью в 100мкФ. На бОльшую ёмкость образцовки не имею.
Добавлю несколько фото с измерениями электролитов.


Хотел узнать, на какой предел рассчитан прибор. Но так и не узнал.


В характеристиках написано, что может измерять до 200мкФ. Как видим из фото, может измерять и более 10.000мкФ. Приятная фишка!
Эту связку прибор измерил за 7 секунд. Хотя по логике тестирования на образцовке, думал, что потратит не менее минуты.
Измерение частоты…
Для определения точности измерения подключал к прибору Will"TEK Stabilock 4032. Особо не напрягался. Прибор может выдавать калиброванные частоты, что очень удобно.

Прошу извинения за качество фото. Прибор стоИт в закутке помещения. А при вспышке качество картинки ещё хуже.
Все данные свёл в таблицу. (Чувствительность прибора по частоте продублировал на Г3-112.)
Точность показаний явно выше заявленной.

Частоту измеряет и выше 10МГц. Правда, чувствительность слабовата. Приходится задирать сигнал. Остановился на 34МГц.

Возвращаемся в начало обзора. Так что ж меня заставило сделать этот обзор? В том топике сделал одно серьёзное упущение. Совершенно не заметил надпись True RMS. Отличительной особенностью этого мультиметра является вычисление среднеквадратичного значения измеренного переменного напряжения.
Проверил при помощи MHS-5200A. Интересен тем, что может выдавать сигналы любой формы. Выставил частоту 50Гц. Но есть особенность. Показывает только размах сигнала (в моём случае 10В амплитудное значение).


Форму сигнала и среднеквадратичное (True RMS) значение контролировал при помощи другого девайса (кто знает цену – молчите:))
Сначала подал синусоиду.

Затем подал вот такой.

Затем такой.

Затем такой.


И, наконец…


Супер!
Обычные мультиметры (дают погрешность больше 8%) на таких формах сигнала начинают сильно врать.


Этот прибор (FUYI FY9805) я калибровал специально под обзоры, нравится он мне своей контрастностью цифр. Но True RMS в него не вставишь:(Поэтому и врёт, если не синусоида.
А VICTOR VC921 не подвёл. Китайцы не обманули. Он действительно может.
Пора переходить к заключительной части. Выделю то, что мне понравилось и не понравилось. Точка зрения субъективная.
Минусы:
- Нельзя быстро заменить щупы (в случае обрыва), так как запаяны прямо в плату прибора.
- Маловато пространство для щупов.
- Бледноватые показания в отличие от своих собратьев.
- Не измеряет силу тока (для кого-то это важно).
- Нет аналоговой шкалы.
- Нет подсветка дисплея.
- Не мягкие среднего качества щупы.
Плюсы:
+ Индикатор показывает измеряемые величины (мкФ, мВ, …).
+ Автовыбор пределов измерения (с возможностью отключения функции).
+ Сделан аккуратно и добротно.
+ Можно прозванивать светодиоды.
+ Наличие автоотключения. Прибор выключится через 15 минут.
+ Прибор (с точки зрения метрологии) просто шикарный. Правда, нюансы имеются.
+ Питание от двух ААА элементов несомненный плюс (для меня). Найду всегда и везде (хоть в командировке, хоть дома)
+ Наличие на передней крышке прорези под переключатель заставляет выключить прибор после использования.
+Измеряет электролиты ёмкостью свыше 10 000мкФ!
+ С True RMS!
Вывод:
Он действительно того стоит. Применяйте купон, и вам тоже будет счастье:)
Кажись всё. Если что забыл, поправьте.
Как правильно распорядиться сведениями из моего обзора каждый решает сам. Я лишь могу гарантировать правдивость своих измерений. Кому что-то неясно, задавайте вопросы. Надеюсь, хоть кому-то помог.
Теперь всё.
Удачи всем!

Планирую купить +34 Добавить в избранное Обзор понравился +56 +100

Точные измерения - трудная задача, стоящая перед технологами и специалистами по обслуживанию современных производств и оборудования различных организаций. В нашу повседневную жизнь все больше и больше входят персональные компьютеры, приводы с регулируемой скоростью и другое оборудование, имеющее несинусоидальные характеристики потребляемого тока и рабочего напряжения (в виде кратковременных импульсов, с искажениями и т.п.). Такое оборудование может вызвать неадекватные показания обычных измерителей с усреднением показаний (вычисляющих среднеквадратическое значение).

Почему следует выбирать приборы класса True-RMS?

Говоря о значениях переменного тока, мы обычно имеем в виду среднюю эффективную выделяемую теплоту или среднеквадратическое (RMS) значение тока. Данное значение эквивалентно значению постоянного тока, действие которого вызвало бы такой же тепловой эффект, что и действие измеряемого переменного тока, и вычисляется по следующей формуле:

.

Самый распространенный способ измерения такого среднеквадратического значения тока при помощи измерительного прибора заключается в выпрямлении переменного тока, определении среднего значения выпрямленного сигнала и умножении результата на коэффициент 1,1 (соотношение между средним и среднеквадратическим значениями идеальной синусоиды).

Однако, при отклонении синусоидальной кривой от идеальной формы данный коэффициент перестает действовать. По этой причине измерители с усреднением показаний зачастую дают неверные результаты при измерении токов в современных силовых сетях.

Линейные и нелинейные нагрузки

Рис. 1. Кривые напряжения синусоидальной и искажённой формы.

Линейные нагрузки, в состав которых входят только резисторы, катушки и конденсаторы, характеризуются синусоидальной кривой тока, поэтому при измерении их параметров проблем не возникает. Однако в случае нелинейных нагрузок, таких как приводы с регулируемой частотой и источники питания для офисного оборудования, при наличии помех от мощных нагрузок имеют место искаженные кривые.

Рис. 2. Кривые тока и напряжения блока питания персонального компьютера.

Измерение среднеквадратического значения токов по таким искаженным кривым с использованием обычных измерителей может дать в зависимости от характера нагрузки значительное занижение истинных результатов:

Класс прибора	Тип нагрузки / формы кривой
	ШИМ (меандр)	однофазный диодный выпрямитель	трёхфазный диодный выпрямитель
RMS	корректно	завышение на 10%	занижение на 40%	занижение 5%...30%
True RMS	корректно	корректно	корректно	корректно

Поэтому у пользователей обычных приборов возникнет вопрос, почему, например, 14-амперный предохранитель регулярно перегорает, хотя по показаниям амперметра ток составляет всего лишь 10 А.

Приборы класса True RMS (с истинными среднеквадратическими показаниями)

Для измерения тока с искаженными кривыми необходимо при помощи анализатора кривой сигнала проверить форму синусоиды, после чего использовать измеритель с усреднением показаний только в том случае, если кривая окажется действительно идеальной синусоидой. Однако гораздо удобнее постоянно использовать измеритель с истинно среднеквадратическими показаниями (True RMS) и всегда быть уверенным в достоверности измерений. Современные мультиметры и токовые клещи подобного класса используют усовершенствованные технологии измерения, позволяющие определить реальные эффективные значения переменного тока вне зависимости от того, является ли токовая кривая идеальной синусоидой или искажена. Для этого применяются специальные преобразователи, обуславливающие основную разницу в стоимости с бюджетными аналогами. Единственное ограничение - кривая должна находиться в пределах допустимого диапазона измерений используемого прибора.

Все то, что касается особенностей измерения токов нелинейной нагрузки, также верно и для измерения напряжений. Кривые напряжения также зачастую не являются идеальными синусоидами, в результате чего измерители с усреднением показаний дают неверные результаты.

Исходя из описанных выше примеров, в современных высокотехнологичных электротехнических системах для измерения токов и напряжений рекомендуется применять приборы класса True RMS.

Точные измерения - трудная задача, стоящая перед технологами современных производств и различных организаций. В нашу повседневную жизнь все больше и больше входят персональные компьютеры, приводы с регулируемой скоростью и другое оборудование, которое потребляет ток в виде кратковременных импульсов, а не на постоянном уровне. Такое оборудование может вызвать, по меньшей мере, неадекватные показания обычных измерителей с усредненными показаниями. Если у Вас когда-нибудь без видимой причины сгорал предохранитель, то такой причиной вполне мог быть измерительный прибор.

Измерители с усредненными показаниями
Говоря о значениях переменного тока, мы обычно имеем в виду среднюю эффективную выделяемую теплоту или среднеквадратическое (RMS) значение тока. Данное значение эквивалентно значению постоянного тока, действие которого вызвало бы такой же тепловой эффект, что и действие измеряемого переменного тока. Самый распространенный способ измерения такого среднеквадратического значения тока при помощи измерительного прибора заключается в выпрямлении переменного тока, определении среднего значения выпрямленного сигнала и умножении результата на коэффициент 1,1. Данный коэффициент учитывает постоянную величину, равную соотношению между средним и среднеквадратическим значениями идеальной синусоиды. Однако, при отклонении синусоидальной кривой от идеальной формы данный коэффициент перестает действовать. По этой причине измерители с усредненными показаниями зачастую дают неверные результаты при измерении токов в современных силовых сетях.

Линейные и нелинейные нагрузки
Линейные нагрузки, в состав которых входят только резисторы, катушки и конденсаторы, характеризуются синусоидальной кривой тока, поэтому при измерении их параметров проблем не возникает. Однако в случае нелинейных нагрузок, таких как приводы с регулируемой частотой и источники питания для офисного оборудования, имеют место искаженные токовые кривые. Измерение среднеквадратического значения токов по таким искаженным кривым с использованием измерителей с усредненными показаниями может дать 50% занижение истинных результатов, после чего Вы будете удивляться, почему Ваш 14-амперный предохранитель регулярно сгорает, хотя по показаниям Вашего амперметра ток составляет всего лишь 10 А.

Приборы True RMS (с истинно среднеквадратическими показаниями)
Для измерения тока с такими искаженными кривыми необходимо при помощи анализатора кривой сигнала проверить форму синусоиды, после чего использовать измеритель с усреднением показаний только в том случае, если кривая окажется действительно идеальной синусоидой. Или же можно постоянно использовать измеритель с истинно среднеквадратическими показаниями и не проверять параметры кривой. Современные измерители подобного типа используют усовершенствованные технологии измерения, позволяющие определить реальные эффективные значения переменного тока вне зависимости оттого, является ли токовая кривая идеальной синусоидой или искажена. Единственное ограничение -чтобы кривая находилась в пределах коэффициента амплитуды и допустимого диапазона измерения используемого прибора
.
Измерения напряжения
Все то, что касается измерения токов в современных силовых цепях, также верно и для измерения напряжений в большинстве случаев промышленного оборудования и электронных приборов. Часто кривые напряжения также не являются идеальными синусоидами, в результате чего измерители с усреднением показаний дают неверные результаты. Поэтому для измерения напряжения также рекомендуется использовать измерители типа True-RMS.

Тип измерителя	Принцип измерения	Измерение синусоиды	Измерение прямоуг. сигнала	Измерение искажённого сигн.
С усреднением показаний	Умножение среднего выпрямленного знач. на 1.1	Истинное	10% завышение	Завышение до 50%
С истинно среднеквадратическими показаниями	Расчет величины теплового эффекта по среднестатическому значению	Истинное	Истинное	Истинное