Что такое true rms в токовых клещах
Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах
Маркировка True RMS на импортных измерительных приборах
инженер М.Б. Белов
ЗАО «ТЕККНОУ»
На импортных средствах измерений можно встреть аббревиатуру «True RMS» или «TRMS». Причем в анонсах на прибор отмечается, что это является явным преимуществом в точности измерений реальных значений таких электрических величин, как напряжение и силы тока.
Так что же означает эта сокращенная запись, какой ее физический смысл и в каких случаях вычисление этого параметра с помощью соответствующего измерительного прибора дает преимущества при проведении измерений?
Попробуем разобраться в этом вопросе, не перегружая читателя математическими выкладками.
Это означает, что прибор в процессе измерений предварительно преобразует входной периодический сигнал в постоянный (в виде постоянного тока или напряжения). При этом реализуется математический метод среднеквадратических преобразований.
Основной принцип измерений переменного напряжения или силы тока в цифровых прибора реализуется на предварительном преобразовании переменного сигнала в постоянный, как представлено на рис.1.
После блока аналого-цифрового преобразователя (АЦП) уровень аналогового выходного сигнала измеряется и индицируется на цифровом дисплее, как в приборе постоянного тока. От метода преобразований зависят и формы представления значений напряжений переменного тока:
Шкалы или дисплеи цифровых вольтметров и амперметров переменного тока (кроме импульсных вольтметров) всегда градуируют в среднеквадратических значениях сигнала синусоидальной формы.
Импульсные (амплитудные, максимальные, пиковые) вольтметры градуируют в амплитудных значениях синусоидального сигнала. Функция импульсных измерений (ПИК, МАХ) может также включаться в состав комбинированных приборов – портативных мультиметров.
В практических измерениях напряжения и силы тока промышленной электросети 50 Гц (или специальной сети 400 Гц) применяются цифровые вольтметры и амперметры с преобразователями, реализующие методы среднеквадратических или средневыпрямленных преобразований. Амплитудные (пиковые) преобразователи используются для фиксации значений амплитуды выбросов, скачков напряжения или максимального напряжения за наблюдаемый интервал времени в процессе измерений.
Рассмотрим подробнее три основных типа преобразователей
В этом случае на активной нагрузке численно равные значения постоянного и переменного тока совершают одинаковую работу.
Для понимания физического смысла измерений напряжения переменного тока в среднеквадратических значениях приведем простой пример: на нагревательном элементе за одинаковый интервал времени должно выделиться одинаковое количество теплоты, если запитать его от сети 220 В 50 Гц, или от сети 220 В пост. тока.
Кроме того, особенностью математического преобразования данного метода является то, что теоретически, он не зависит от формы периодического сигнала на входе преобразователя. Будь-то идеальная синусоидальная форма или сигнал с большими нелинейными искажениями, прямоугольная, треугольная, произвольная и т. п. – не имеет значения. В любом случае совершаемая работа численно равных по величине постоянного и переменного сигналов будет одинаковая.
В практических измерениях из-за ограниченных свойств элементной базы степень отличия от синусоидальной формы ограничивается коэффициентом амплитуды и максимальным значением напряжения на входе прибора. Допускаемый коэффициент амплитуды обязательно указывается в сопроводительной документации на измерительный прибор.
Недостатки
Для устранения этих недостатков используются входные усилители, специальные методы линеаризации шкалы, отрицательную обратную связь и др., что приводит к удорожанию прибора.
Преимущества
Рекомендации по применению
Что такое «True RMS»?
На многих измерительных приборах, как правило достаточно дорогих, стоит волшебная маркировка «TrueRMS». Продавцы нахваливают такие приборы, впрочем, не всегда даже в силах объяснить, что это такое. Давайте разберемся, стоит ли переплачивать за такую «честность»? (примечание: «true», в переводе с английского, означает истинный, верный)
True RMS – означает «истинное среднеквадратичное значение» тока. Таким образом, данное обозначение относится к измерению значений переменного тока и напряжения.
Обычные (более простые и дешёвые) измерители работают по принципу «усреднения показаний среднеквадратического значения». Наиболее распространённый способ заключается в следующем: входной сигнал выпрямляется, определяется его среднее значение и умножается на соотношение среднего и среднеквадратичного значения идеальной синусоиды (коэффициент 1,1).
Но в современном мире нас все больше окружают приборы с несинусоидальными характеристиками потребляемого тока: компьютеры, регуляторы освещения, частотные преобразователи и прочее оборудование, которое вносит импульсные искажения в форму сигнала измеряемого напряжения или тока.
И, чем больше форма сигнала отличается от синусоиды, тем больше искажаются показания обычного (не «True RMS») прибора. Например, при измерении тока потребления ШИМ — значения могут завышаться на 10%, а нагрузки в виде однофазного диодного выпрямителя – занижаться на 40%… В реальной жизни, это выражается в ситуациях, когда измерения показывают ток нагрузки 12А, а автомат на 16А постоянно «выбивает».
Как же измерить реальное значение искаженного сигнала? Тут на помощь приходят приборы класса «True RMS». В современных мультиметрах и токовых клещах используются усовершенствованные технологии определения реального эффективного значения переменного тока, не зависимо от формы его кривой. Не будем углубляться в теоретические основы и формулы – нас интересует практическая ценность. А на практике – специальные преобразователи хоть и удорожают измерительные приборы, но зато позволяют получать истинное значение измеряемой величины.
С развитием электроники, функция «TrueRMS» стала доступна не только в приборах промышленного назначения, но и в относительно недорогих мультиметрах.
Что такое True RMS в современных приборах
Современные мультиметры и токовые клещи достаточно точны и универсальны и, как правило, способны измерять как постоянное, так и переменное напряжение и ток.
Но между переменным и постоянным током есть одна существенная разница при измерениях. При измерении постоянного напряжения или тока прибор показывает значение амплитуды напряжения, потому что других параметров нет, т.к. напряжение не изменяется во времени.
Обычно, при измерении параметров переменного тока, приборы показывают эффективное значение синусоидального напряжения.
Соотношение амплитудного и эффективного RMS значения обычно принимается равным U(RMS) = U(Amp) *0,707, что подтверждается на осциллограмме:
Но это справедливо только для переменного напряжения идеальной синусоидальной формы.
Для других форм напряжения необходимо применять другие коэффициенты, например:
Для симметричного двуполярного меандра U (RMS) = U(Amp) *1
Для треугольного и пилообразного напряжения U (RMS) = U(Amp) *0,577
То есть для точного измерения данных напряжений и токов в мультиметре или токовых клещах должен быть реализован особый алгоритм распознавания формы напряжения и включения определенного коэффициента.
Если этого не сделать, то, согласно некоторых исследований, при несинусоидальности измеряемого напряжения, результат может отличаться от истинного почти на 40% в отдельных случаях.
А получение недостоверных результатов измерений может привести к авариям и поломке оборудования.
Именно подобную корректировку производят приборы, имеющие маркировку True RMS (Истинное среднеквадратичное значение), которые показывают действующее значение напряжения и тока даже при сильных искажениях формы напряжения.
А искажения в современных энергосистемах встречаются сплошь и рядом, поскольку их привносят частотные преобразователи, импульсные блоки питания и другие приборы, работающие на принципах синтезирования частоты или ШИМ, поэтому, применение корректирующих приборов с True RMS становится все более и более актуальным.
В настоящее время внесены в госреестр средств измерения Казахстана и поставляются следующие мультиметры с функцией True RMS:
Сертификат о внесении в реестр СИ РК мультиметров:
Токовые клещи, внесенные в реестр СИ РК с функцией True RMS:
Сертификат о внесении в реестр СИ РК токоизмерительных клещей
Как видим, ассортимент приборов с функцией TRMS довольно широк и позволяет подобрать прибор под любые задачи.
При выборе приборов опасайтесь подделок! ТОО Test instruments является официальным дистрибьютором UNI-T по Казахстану и поставляет только оригинальные приборы и инструменты.
Сертификат официального дистрибьютора
Специальный приз офиициального дистрибьютора UNI-T
В каких случаях требуются в токовых клещах «True RMS» и «МАХ» при измерении токов?
В каких случаях требуются в токовых клещах «True RMS» и «МАХ» при измерении переменных токов?
Интересно а если инверторный сварочный на входе замерять пригодится та «TrueRMS»? или можно и простыми клещами без наворотов ток потребления из сети узнать. А то мнения разные как бы присутствуют.
Ылектрик написал :
Интересно а если инверторный сварочный на входе замерять пригодится та «TrueRMS»?
Насчет сварочника ничего не скажу, тем более, что сейчас пьян в хлам. А вот на примере неплохого бесперебойника картинки выкладываю 
MycopOk написал :
Думаю, что True RMS все-таки не поможет
Поможет Им можно точно измерить ток обрезанной синусоиды после РМ
TrueRMS требуется при измерении не синусоидальных токов.
Это те же частотники, блоки питания импульсные, твердотельные реле с фазным регулированием, тиристорные/симисторные регуляторы и далее по списку.
В общем там где используется ШИМ или синусоида подрезается.
Max в основном для пусковых токов. Или когда они скачут.
MycopOk написал :
А вот на примере неплохого бесперебойника картинки выкладываю
Напряжение на входе и на выходе? Верно?
Solovey написал :
Напряжение на входе и на выходе? Верно?
ksiman написал :
ПоможетИм можно точно измерить ток обрезанной синусоиды после РМ
SVKan написал :
TrueRMS требуется при измерении не синусоидальных токов.
Эти клещи просто правильно измерят ток
В смысле в первом случае бесперебойник включен в сеть и как бы просто туже сеть и выдает,во втором случае сеть бесперебойника выключена и он ту переменку придумал от своих акумов. Или я что то не так понял?
ksiman написал :
Эти клещи просто правильно измерят ток
Сильно зависит от того, насколько ток несинусоидальный. Разница может достигать 50%
На входе инвертора тоже получается не синусоида. Гадят инверторы в сеть. Чуть больше, чуть меньше но гадят.
На ней показаны какой ток получается при использовании различных фильтров, выпрямителей, инверторов, регуляторов скорости, регуляторов мощности.
Клещами без функции TrueRMS Вы не померите достоверно токи такой формы.
Поэтому если на пальцах:
Клещами без TrueRMS можно померять ток не подвергавшийся каким либо преобразованиям. То что гонится из сети.
После всяких преобразователей, регуляторов, инверторов и для постоянного тока только TrueRMS.
Ладно спасибо ребята. Ну и последний вопрос а насколько на входе бюджетного сварочного инвертора тот ток несинусоидальный.Никто не в теме? А то сильно интересно сколько реально мой инвертор с сети тянет ну а клещи естественно только простые.
Ылектрик написал :
Ладно спасибо ребята. Ну и последний вопрос а насколько на входе бюджетного сварочного инвертора тот ток несинусоидальный.Никто не в теме? А то сильно интересно сколько реально мой инвертор с сети тянет ну а клещи естественно только простые.
Прибавляйте к показаниям обычных клещей процентов 20-25 и будет ближе к реальности
Ылектрик написал :
В смысле в первом случае бесперебойник включен в сеть и как бы просто туже сеть и выдает,во втором случае сеть бесперебойника выключена и он ту переменку придумал от своих акумов.
А что, все сварочные аппараты от сети сначала выпрямляют ток?
Вы утечки для чего меряете? Для УЗО? Тогда можете не переживать. УЗО на них все равно не сработает.
Оно не видит, что там за инвертором. иначе сварочники не работали бы.
мальчш-плохш написал :
А что, все сварочные аппараты от сети сначала выпрямляют ток?
Не все. Бывают трансформаторные.
[QUOTE=SVKan;3960208]Вы утечки для чего меряете? Для УЗО? Тогда можете не переживать. УЗО на них все равно не сработает.
Оно не видит, что там за инвертором. иначе сварочники не работали бы.
Ну, в чем я более-менее уверен для подобных целей это Флюк 360. Но по бюджету думаю не пройдет. 
Можно наверное попробовать поискать и что-нибудь более бюджетное. Например типа таких:
» >
Во всяком случае от 10мА (заявленных) найти можно.
А вообще если надо мерить малые токи, то не обязательно искать именно клещи. Мелкие токи можно и мультиметром мерить.
Да и перед блоком питания искажения все-таки не так уже и велики, а мерить после него для определения реального потребления не имеет большого смысла. Можно наверное и без TrueRMS обойтись.
SVKan написал :
Ну, в чем я более-менее уверен для подобных целей это Флюк 360. Но по бюджету думаю не пройдет.
Можно наверное попробовать поискать и что-нибудь более бюджетное. Например типа таких:
» >
Во всяком случае от 10мА (заявленных) найти можно.
А вообще если надо мерить малые токи, то не обязательно искать именно клещи. Мелкие токи можно и мультиметром мерить.
Да и перед блоком питания искажения все-таки не так уже и велики, а мерить после него для определения реального потребления не имеет большого смысла. Можно наверное и без TrueRMS обойтись.
«Да и перед блоком питания искажения все-таки не так уже и велики, а мерить после него для определения реального потребления не имеет большого смысла. Можно наверное и без TrueRMS обойтись.»
Откуда такие подсчеты?
Вы посмотрите спеки всех токовых клещей. Включая Флюк и указанный Вами СЕМ. Все заявляют нижний предел в 40 раз меньше, чем Вы насчитываете.
На 4000 отсчетов.
Другой вопрос, что все китайцы указывают точность в 2-3 раза выше, чем у Флюка.
Тот же указанный Вами СЕМ приводит на 4А минимальное значение в 1мА.
» >
мальчш-плохш написал :
Ну а Fluke 360 бешено дорогой = от 600 долларов, да и к тому же он не TrueRMS. Хоть у него нижний диапазон и от 3 мА по переменному току (т.е. он может мерить как минимум от 0.3 мА, а скорее всего вообще от 0.03 мА с разрешением 0.001 мА) и наверняка он очень надёжный, но для дома для семьи это не нужно (а по моему и для производства тоже, т.к. токи утечки на производстве тоже не постоянная величина и меняются со временем, и от погоды, и т.д. и высокая точность ни к чему).
Да, посмотрел, действительно не TrueRMS, только Average.
Ну здесь каждому свое. Меня напряжение 220В не пугает.
При определенной аккуратности ничего никому не грозит.
А у Вас там вообще 110В.
SVKan написал :
Откуда такие подсчеты?
Вы посмотрите спеки всех токовых клещей. Включая Флюк и указанный Вами СЕМ. Все заявляют нижний предел в 40 раз меньше, чем Вы насчитываете.
На 4000 отсчетов.
Другой вопрос, что все китайцы указывают точность в 2-3 раза выше, чем у Флюка.
Тот же указанный Вами СЕМ приводит на 4А минимальное значение в 1мА.
» >
Ну здесь каждому свое. Меня напряжение 220В не пугает.
При определенной аккуратности ничего никому не грозит.
А у Вас там вообще 110В.
Да, я тоже работал в молодости с 1кВ (или 10кв? уже не помню, помню что подходящих материалов не было) испытателем изоляции на пробой, а здесь с 400в импульсными БП больше года (шарахали как пушки) и ничего, и ничего, и ничего. (ха-ха). Однако от случайностей и ошибок никто НИКОГДА не застрахован. Как говорят аборигены: it is better be safe than sorry = лучше быть в безопасности чем (потом) сожалеть, типа бережёного бог бережёт (а ближе по смыслу даже в книге с пословицами не нашёл).
Точность измерений во всех электросетях – функция True RMS в современных приборах
Прямой перевод True RMS – истинное среднеквадратичное значение, иными словами, это такая технология, которая многократно повышает точность измерительных приборов, особенно в сетях переменного напряжения, подверженных воздействию искажений и помех.
Современные мультиметры и токоизмерительные клещи достаточно точны и универсальны и, как правило, способны измерять как постоянное, так и переменное напряжение и ток.
Но между переменным и постоянным током есть одна существенная разница при измерениях. При измерении постоянного напряжения мультиметр или токовые клещи показывают значение амплитуды напряжения, поскольку напряжение не изменяется во времени.
Совсем другая картина при измерении переменных напряжений, поскольку невозможно выводить результаты измерений 50 раз в секунду. Поэтому, измерительные приборы показывают эффективное или среднеквадратичное значение (RMS) переменного напряжения, которое эквивалентно по энергии постоянному току с таким же значением. Иными словами, результат измерений переменного напряжения – это расчетная цифра, показывающая какое постоянное напряжение является энергетическим эквивалентом измеряемого или, грубо говоря, каким будет постоянное напряжение, если выпрямить измеряемое.
Обычно, при измерении параметров переменного тока, приборы показывают эффективное значение синусоидального напряжения.
Соотношение амплитудного и RMS обычно принимается равным U(RMS) = U(Amp) *0,707, что подтверждается на осциллограмме:
Но это справедливо только для переменного напряжения идеальной синусоидальной формы.
Для других форм напряжения необходимо применять другие коэффициенты, например:
Для симметричного двуполярного меандра U (RMS) = U(Amp) *1
Для треугольного и пилообразного напряжения U (RMS) = U(Amp) *0,577
То есть для точного измерения данных напряжений и токов в мультиметре должен быть реализован особый алгоритм настройки прибора под форму напряжения и тока и изменения коэффициента пересчета амплитудного значения в истинное среднеквадратичное.
Если этого не сделать, то согласно некоторых исследований, при несинусоидальности измеряемого напряжения, результат может отличаться от истинного почти на 40% в отдельных случаях.
А получение недостоверных результатов измерений может привести к авариям и поломке оборудования.
Именно подобную корректировку производят приборы, имеющие маркировку True RMS (Истинное среднеквадратичное значение), которые показывают действующее значение напряжения и тока даже при сильных искажениях формы напряжения.
А искажения в современных энергосистемах встречаются сплошь и рядом, поскольку их привносят частотные преобразователи, импульсные блоки питания и другие приборы, работающие на принципах синтезирования частоты или ШИМ, поэтому, применение корректирующих приборов с TRMS становится все более и более актуальным.
В настоящее время внесены в госреестр средств измерения Казахстана и поставляются следующие мультиметры с функцией True RMS:
UT139A, UT139B, UT139C, UT171A, UT171B, UT171C, UT195E, UT195M, UT195DS
Сертификат о внесении в реестр СИ РК мультиметров:
UT204, UT207, UT208, UT210B, UT210C, UT210D, UT210E, UT211B, UT233, UT221, UT281A, UT281C, UT281E
Сертификат о внесении в реестр СИ РК токоизмерительных клещей:
Как видим, ассортимент приборов с функцией TRMS довольно широк и позволяет подобрать прибор под любые задачи.
При выборе приборов опасайтесь подделок! ТОО Testinstrumentsи его портал Pribor.kzявляются официальным дистрибьютором UNI-T по Казахстану и поставляет только оригинальные приборы и инструменты.
Сертификат официального дистрибьютора –
Специальный приз официальному дистрибьютору UNI-T