Die Bedeutung und Anwendung des wahren Effektivwerts (Root Mean Square) eines Multimeters
Bei Wechselstrom (AC) ist die Spannung eine sich ändernde Wellenform. Normalerweise bezieht sich der von uns beschriebene Spannungswert auf seinen quadratischen Mittelwert (RMS). Beispielsweise liegt die Spitzenspannung des von uns erwähnten 220-V-Netzteils bei über 310 Volt und die Spitze-zu-Spannung beträgt über 600 Volt.
RMS-Wert: Es wird basierend auf der Wärmeerzeugung (Strom) definiert. Wenn ein Wechselstrom durch einen Widerstand fließt und Wärme erzeugt, und wenn ein anderer Gleichstrom (DC) durch denselben Widerstand fließt und in derselben Zeitspanne die gleiche Wärmemenge erzeugt, dann ist der Spannungswert dieses Gleichstroms der Effektivwert der Spannung dieses Wechselstroms.
Echter RMS-Wert: Die Definition des RMS-Wertes basiert auf der Wärmeerzeugung. Allerdings ist es in Messgeräten sehr schwierig, die Effektivspannung nach dieser Methode zu messen. Daher wird bei den meisten Spannungsmessgeräten, beispielsweise wenn ein Multimeter die Spannung misst, die Messmethode nicht gemäß der Definition des Effektivwerts „Wärmeerzeugung“ durchgeführt. Ein Multimetertyp verwendet die Sinuswelle als Referenz und ermittelt den RMS-Wert durch die Beziehung, dass der Spitzenwert der Sinuswelle √2-mal den RMS-Wert beträgt (oder leitet ihn über den Durchschnittswert ab). Der mit dieser Methode erhaltene Effektivwert ist nur für die Wechselspannung vom Sinuswellentyp korrekt, bei anderen Wellenformen kann es zu Abweichungen kommen. Ein anderer Multimetertyp berechnet den Spannungswert, indem er die Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate der Gleichstromkomponente, der Grundwelle und den Effektivwerten verschiedener höherer Harmonischer zieht. Dieser Wert ähnelt der Definition des RMS-Werts und stellt keine Anforderungen an die Form der Wellenform. Um diese Art von RMS-Wert von dem RMS-Wert zu unterscheiden, den das Instrument auf der Grundlage der Sinuswelle ermittelt, wird dieser Wert im Messgerät als „wahrer RMS-Wert“ bezeichnet.
Effektivwert (Root Mean Square, RMS).: Dies ist ein anderer Name für den RMS-Wert (bei Messgeräten sollte es der wahre RMS-Wert sein).
Kalibrierte Durchschnittswertmethode: Der kalibrierte Durchschnittswert wird auch als korrigierter Durchschnittswert oder als auf den RMS-Wert kalibrierter gleichgerichteter Durchschnittswert bezeichnet. Sein Prinzip besteht darin, das Wechselstromsignal über einen Gleichrichter und eine Integrationsschaltung in ein Gleichstromsignal umzuwandeln und es dann entsprechend den Eigenschaften der Sinuswelle mit einem Koeffizienten zu multiplizieren. Bei einer Sinuswelle entspricht das Ergebnis nach Multiplikation mit diesem Koeffizienten dem Effektivwert der Sinuswelle. Daher ist diese Methode nur für die Prüfung von Sinuswellen anwendbar.
Peak-Erkennungsmethode: Über die Spitzenerkennungsschaltung wird der Spitzenwert des Wechselstromsignals ermittelt und dann mit einem Koeffizienten entsprechend den Eigenschaften der Sinuswelle multipliziert. Bei einer Sinuswelle entspricht das Ergebnis nach Multiplikation mit diesem Koeffizienten dem Effektivwert der Sinuswelle. Daher ist diese Methode nur für die Prüfung von Sinuswellen anwendbar.
True RMS-Methode: Verwenden Sie eine echte RMS-Schaltung, um das Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln und es dann zu messen. Diese Methode ist auf die Echteffektivwertprüfung jeder Wellenform anwendbar.
Die meisten Multimeter verwenden die ersten beiden Methoden und haben relativ große Einschränkungen hinsichtlich der Frequenz des Signals.
