Bedeutung und Anwendung des wahren Effektivwertes eines Multimeters
Bei Wechselstrom ist die Spannung eine sich ändernde Wellenform und wir beschreiben den Spannungswert normalerweise als Effektivwert. Wenn wir von einer 220-V-Stromversorgung sprechen, liegt die Spitzenspannung bei über 310 V und die Spitze-Spitze-Spannung bei über 600 V.
Effektivwert: definiert durch Wärmeentwicklung (Leistung), wobei ein bestimmter Wechselstrom über einen Widerstand Wärme erzeugt und ein anderer Gleichstrom durch den Widerstand fließt. Wenn die in der gleichen Zeit erzeugte Wärme gleich ist, dann ist der Gleichspannungswert der Effektivwert dieser Wechselspannung.
Echter Effektivwert: Die Definition des Effektivwerts basiert auf der Wärmeentwicklung, aber es ist schwierig, die Effektivspannung mit dieser Methode in Messgeräten zu messen. Daher basiert die Messmethode bei den meisten Spannungsmessgeräten, wie z. B. einem Multimeter, nicht auf der durch den Effektivwert definierten „Wärmeentwicklung“. Ein Multimetertyp verwendet eine Sinuswelle als Referenz und erhält den Effektivwert (oder leitet ihn durch den Durchschnittswert ab) basierend auf der Beziehung zwischen dem Spitzenwert der Sinuswelle und dem Effektivwert, der das Doppelte des Wurzelzeichens ist. Der mit dieser Methode erhaltene Effektivwert ist nur für die Wechselspannung des Sinuswellentyps korrekt und verursacht Abweichungen bei anderen Wellenformen. Der Spannungswert eines anderen Multimetertyps wird berechnet, indem das Quadrat der Effektivwerte der Gleichstromkomponente, der Grundwelle und verschiedener Harmonischer höherer Ordnung genommen wird. Dieser Wert ähnelt der Definition des Effektivwerts und es gibt keine Anforderungen an die Form der Wellenform. Um diese Art des Effektivwerts von Messgeräten zu unterscheiden, die Sinuswellen verwenden, um den Effektivwert zu erhalten, wird er bei Messgeräten allgemein als „echter Effektivwert“ bezeichnet.
Quadratischer Mittelwert: Ein anderer Begriff für den Effektivwert (der dem tatsächlichen Effektivwert auf einem Messgerät entsprechen sollte).
Der Effektivwert eines Multimeters bezieht sich normalerweise auf eine der folgenden drei Situationen:
1. Die Methode der Mittelwertkalibrierung, auch bekannt als korrigierter Mittelwert oder gleichgerichteter Mittelwert, kalibriert auf den Effektivwert, basiert auf dem Prinzip, Wechselstromsignale durch Gleichrichtungs- und Integrationsschaltungen in Gleichstromsignale umzuwandeln und sie dann entsprechend den Eigenschaften einer Sinuswelle mit einem Koeffizienten zu multiplizieren. Bei einer Sinuswelle ist das Ergebnis der Multiplikation mit diesem Koeffizienten gleich dem Effektivwert der Sinuswelle. Daher ist diese Methode nur auf Sinuswellentests beschränkt.
2. Die Spitzenerkennungsmethode ermittelt den Spitzenwert des Wechselstromsignals über eine Spitzenerkennungsschaltung und multipliziert ihn dann mit einem Koeffizienten, der auf den Eigenschaften der Sinuswelle basiert. Bei einer Sinuswelle ist das Ergebnis der Multiplikation mit diesem Koeffizienten gleich dem Effektivwert der Sinuswelle. Daher ist diese Methode nur auf die Prüfung von Sinuswellen beschränkt.
3. Bei der Methode des wahren Effektivwerts wird eine Schaltung zum Umwandeln von Wechselstromsignalen in Gleichstromsignale zur Messung verwendet. Diese Methode eignet sich zum Testen des wahren Effektivwerts jeder Wellenform.
Die meisten Multimeter verwenden die ersten beiden Methoden. Und es gibt erhebliche Einschränkungen hinsichtlich der Signalfrequenz.
