¿Cuál es la diferencia entre un multímetro con RMS y uno con RMS verdadero?

Question

Estoy buscando multímetros. Sólo soy un principiante en electrónica, pero quiero comprar uno que sea lo suficientemente bueno para mí por un tiempo. Encontré un multímetro que mide el verdadero RMS, y otro que sabe lo mismo pero sin TRMS. (ambos hechos por HoldPeak, si a alguien le importa.)

La forma más pequeña de este último sería más práctica y cuesta 2/3 del precio del TRMS, así que les pido su consejo, expertos en electrónica:

¿En qué casos y cuánto importa el verdadero RMS? ¿Cuál es la diferencia entre el RMS y el True RMS?

Answer 1

La respuesta a esto es un sólido "depende". Más concretamente, depende del tipo de señales a las que vayas a aplicar el medidor.

Si cada señal de CA de la que desea medir el valor eficaz es una onda sinusoidal pura, entonces no necesita un medidor de valor eficaz verdadero. Sin embargo, si desea medir el valor eficaz de una onda cuadrada, la salida de un rectificador de media onda o algo más complejo, entonces un medidor de valor eficaz verdadero será ventajoso. Un ejemplo en el que esto podría ser relevante es si está intentando calcular la disipación de potencia de una carga resistiva en un sistema de alimentación de CA en el que la red ha pasado por algún tipo de procesamiento, o quizás si está siendo impulsada con una señal PWM.

Aunque es una carga de marketing, el sitio web de Fluke tiene un buen artículo sobre el asunto aquí . Una buena cifra que da es que para una onda cuadrada, un medidor RMS no verdadero leerá un 10% alto cuando mida el valor RMS de una onda cuadrada (y esto variará según el ancho de pulso para una señal PWM).

Por cierto, Dave Jones en EEVBlog hizo un Tiroteo de multímetros de 50 dólares hace unos años. Un poco anticuado, pero sigue siendo útil por las razones para elegir un medidor particular sin tRMS y luego el Tiroteo de multímetros de 100 dólares cubriendo los medidores tRMS.

Answer 2

Existen varios tipos de medición de la tensión alterna (pico a pico, RMS, etc.) y, por lo general, arrojan valores diferentes para una señal determinada. En muchos casos, si se dispone de una medición de un tipo conocido y se conoce también la forma de la onda y el desplazamiento de CC (si lo hay), será posible calcular lo que habrían sido las otras mediciones (por ejemplo, para una señal sinusoidal con desplazamiento cero, la tensión de pico será aproximadamente 1,414 veces la tensión RMS), pero un número por sí mismo, sin información sobre el tipo de medición que representa, puede carecer de sentido.

Para muchos propósitos, las formas de onda sinusoidales se reportan como voltaje RMS (una red eléctrica de 120V o 240V, por ejemplo, tendrá nominalmente 120V RMS o 240V RMS), pero los medidores baratos a menudo medirán el voltaje de CA a través de algún otro medio y luego escalarán el resultado de la manera que sea apropiada para una señal sinusoidal con desplazamiento cero.

Si uno está midiendo una señal sinusoidal con desplazamiento cero, tal medidor funcionará bien. En otros casos, un medidor de este tipo puede seguir siendo útil (y, de hecho, a veces puede ser mejor que un medidor RMS verdadero) si se sabe cómo se calculan sus mediciones y se puede averiguar a partir de ello lo que se quiere saber sobre la señal (por ejemplo, si se tiene un medidor que se sabe que mide el pico de tensión y lo escala en un 70,7%, y se quiere saber el pico de tensión de una señal irregular, se podría utilizar dicho medidor multiplicando su resultado mostrado por 1,414, mientras que un medidor RMS puede ser casi inútil).

La principal ventaja de un medidor de valor eficaz verdadero es que medirá formas de onda irregulares de forma conocida, sujetas a restricciones de frecuencia documentadas. Otros tipos de medidores pueden realizar mediciones de formas que a veces serán más útiles y otras menos, pero a menos que el medidor documente las técnicas de medición reales utilizadas, es probable que no sean útiles en absoluto.

Answer 3

Un multímetro barato mide la media de la tensión alterna rectificada de onda completa y falsea la lectura por un factor de:

\$\frac{\pi}{\sqrt{8}} \approx 1.111\$

para igualar el valor RMS de una onda sinusoidal pura.

Esto significa que la lectura tendrá un error considerable si quieres el valor eficaz (valor de calentamiento) de algo como un pulso de bajo ciclo de trabajo (un gran factor de cresta). La media tampoco se mostrará (directamente), pero se puede dividir por 1,111 para obtenerla.

Los circuitos que realizan el cálculo del "verdadero valor eficaz" tienen anchos de banda y rangos dinámicos máximos, pero dentro de ese rango pueden funcionar bien, digamos para cosas como la medición del voltaje RMS de un atenuador controlado por fase. Sin embargo, tienden a ser más costosos y tienen más errores que el circuito de promedio simple.

Si está realizando trabajos de tensión de red, debería considerar un medidor de valor eficaz verdadero que sea con una clasificación de seguridad adecuada también. Para la mayoría de la electrónica, el trabajo no es realmente necesario, y si necesitas mirar más profundamente, deberías ahorrar el dinero y conseguir un buen osciloscopio, que te dirá mucho más.

Answer 4

Los multímetros más baratos se las arreglan para especificar el valor eficaz midiendo la tensión de pico de una entrada sinusoidal pura y multiplicándola por 0,707 y mostrando el resultado.

Para una entrada de CA sinusoidal pura sin distorsión, está bien, pero para otras formas de onda no lo está.

La razón por la que no lo es es que el valor eficaz de una forma de onda es igual a la magnitud de la señal de CC que causaría un calentamiento equivalente de la carga.

La medición se realiza muestreando el valor de la señal de entrada muchas veces durante un solo ciclo, elevando al cuadrado cada uno de esos valores, sumándolos, y luego tomando la raíz cuadrada de su suma y mostrándola.

Por lo tanto, el dinero extra que pagas por un verdadero instrumento RMS es por el silicio extra que se necesita para hacer el trabajo extra, (menor) el firmware que se requiere para resolverlo todo, (menor) y la comodidad proporcionada para que no tengas que equiparte para resolverlo todo por ti mismo. (mayor)

Answer 5

[sólo al borde de la matemática]

Hoy Ali Frolop y Douglas Scott han publicado un artículo ( http://arxiv.org/abs/1603.09703 ) en el que se encuentran:

... existe una notable correspondencia entre cada tipo de peculiaridad en los dígitos de π y las anomalías en el CMB.