Die Funktionen des Effektivwerts und des wahren Effektivwerts eines Multimeters
Die Größe des Wechselstroms ändert sich mit der Zeit. Die Größe des Momentanwerts (zu einem bestimmten Zeitpunkt) variiert zwischen Null und den positiven und negativen Spitzenwerten. Der Maximalwert ist nur ein Momentanwert und kann nicht die Arbeitskapazität des Wechselstroms widerspiegeln.
Daher wird das Konzept des Effektivwerts eingeführt, dessen Definition wie folgt lautet:
Effektivwert: Er wird durch die Wärmeerzeugung (Leistung) definiert. Wenn ein bestimmter Wechselstrom durch einen Widerstand fließt und Wärme erzeugt und ein anderer Gleichstrom durch denselben Widerstand fließt und die im gleichen Zeitraum erzeugte Wärme gleich ist, dann ist der Spannungswert dieses Gleichstroms der Effektivwert der Spannung dieses Wechselstroms.
Echter Effektivwert: Die Definition des Effektivwerts basiert auf der Wärmeentwicklung. Es ist jedoch sehr schwierig, den Effektivwert der Spannung nach dieser Methode in Messgeräten zu messen. Daher wird bei den meisten Spannungsmessgeräten, beispielsweise wenn ein Multimeter die Spannung misst, die Messmethode nicht nach der durch den Effektivwert definierten „Wärmeentwicklung“ durchgeführt. Ein Multimetertyp verwendet die Sinuswelle als Referenz und ermittelt den Effektivwert durch die Beziehung, dass der Spitzenwert der Sinuswelle √2-mal so groß ist wie der Effektivwert (oder durch Ableitung vom Durchschnittswert). Der mit dieser Methode erhaltene Effektivwert ist nur für die Wechselspannung der Sinuswellenform korrekt, bei anderen Wellenformen kann es zu Abweichungen kommen. Ein anderer Multimetertyp berechnet den Spannungswert aus den Quadraten der Effektivwerte der Gleichstromkomponente, der Grundwelle und verschiedener Oberwellen. Dieser Wert ähnelt der Definition des Effektivwerts und stellt keine Anforderungen an die Form der Wellenform. Um diese Art von Effektivwert von dem Effektivwert zu unterscheiden, den das Instrument mithilfe der Sinuswelle erhält, wird dieser Wert im Messgerät als „wahrer Effektivwert“ bezeichnet.
Effektiver Mittelwert: Andere Bezeichnung für den Effektivwert (im Messgerät soll es der wahre Effektivwert sein).
Der Effektivwert eines Multimeters bezieht sich normalerweise auf eine der folgenden drei Situationen:
Kalibrierte Durchschnittswertmethode. Der kalibrierte Mittelwert wird auch als korrigierter Mittelwert oder als auf den Effektivwert kalibrierter gleichgerichteter Mittelwert bezeichnet. Sein Prinzip besteht darin, das Wechselstromsignal mithilfe einer Gleichrichter- und Integrationsschaltung in ein Gleichstromsignal umzuwandeln und es dann entsprechend den Eigenschaften der Sinuswelle mit einem Koeffizienten zu multiplizieren. Bei einer Sinuswelle ist das Ergebnis nach Multiplikation mit diesem Koeffizienten gleich dem Effektivwert der Sinuswelle. Daher ist diese Methode auf die Prüfung von Sinuswellen beschränkt.
Methode zur Spitzenwerterkennung. Über die Spitzenwerterkennungsschaltung wird der Spitzenwert des Wechselstromsignals ermittelt und dann entsprechend den Eigenschaften der Sinuswelle mit einem Koeffizienten multipliziert. Bei einer Sinuswelle ist das Ergebnis nach Multiplikation mit diesem Koeffizienten gleich dem Effektivwert der Sinuswelle. Daher ist diese Methode auf die Prüfung von Sinuswellen beschränkt.
Echte Effektivwertmethode. Verwenden Sie eine echte Effektivwertschaltung, um das Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln und es dann zu messen. Diese Methode ist auf die Prüfung des wahren Effektivwerts jeder Wellenform anwendbar.
Die meisten Multimeter verwenden die ersten beiden Methoden und es gibt relativ große Einschränkungen hinsichtlich der Frequenz des Signals.
