Qual é a diferença entre um multímetro com RMS e outro com True RMS?

Estou à procura de multímetros. Sou apenas iniciante em eletrônica, mas quero comprar um que seja bom o suficiente para mim por um tempo. Encontrei um multímetro que mede o True RMS e outro que sabe o mesmo, mas sem o TRMS. (ambos feitos pelo HoldPeak, se alguém se importa.)

A forma menor deste último seria mais prática e custa 2 / 3rd do preço do TRMS, por isso peço o seu conselho, Experienced Electronics Experts:

Em que casos e quanto o True RMS importa? Qual é a diferença entre RMS e True RMS?

A resposta para isso é um sólido "depende". Mais especificamente, depende de que tipo de sinais você aplicará o medidor.

Se todo sinal CA em que você deseja medir o valor RMS for uma onda senoidal pura, não será necessário um medidor RMS verdadeiro. Se, no entanto, você deseja medir o valor RMS de uma onda quadrada, a saída de um retificador de meia onda ou algo mais complexo, um medidor RMS verdadeiro será vantajoso. Um exemplo de onde isso pode ser relevante é se você estiver tentando calcular a dissipação de energia de uma carga resistiva em um sistema de energia CA em que a rede elétrica tenha passado por algum tipo de processamento, ou talvez esteja sendo conduzido com um sinal PWM.

Embora seja uma carga de marketing, o site da Fluke possui um bom artigo sobre o assunto aqui . Uma boa figura que dá é que, para uma onda quadrada, um medidor RMS não verdadeiro terá 10% de altura ao medir o valor RMS de uma onda quadrada (e isso variará pela largura do pulso para um sinal PWM).

Aliás, Dave Jones no EEVBlog fez um tiroteio com multímetro de US $ 50 alguns anos atrás. Um pouco desatualizado, mas ainda útil por razões para escolher um medidor específico sem tRMS e, em seguida, o tiroteio de multímetro de US $ 100 cobrindo os medidores tRMS.

Existem vários tipos diferentes de medição de tensão CA (pico a pico, RMS, etc.), e geralmente produzem valores diferentes para qualquer sinal. Em muitos casos, se alguém tem uma medida de um tipo conhecido e também sabe a forma da forma de onda e do deslocamento DC (se houver), será possível calcular quais seriam as outras medidas (por exemplo, para um sinal sinusoidal com deslocamento de zero, a tensão de pico será cerca de 1,414 vezes a tensão RMS), mas um número por si só, sem informações sobre o tipo de medida que representa, provavelmente não terá sentido.

Para muitos propósitos, as formas de onda sinusoidais são relatadas como tensão RMS (uma fonte de alimentação de 120V ou 240V, por exemplo, nominalmente terá 120V RMS ou 240V RMS), mas medidores baratos geralmente medem a tensão CA por outros meios e depois dimensionam o resultado em qualquer que seja a forma apropriada para um sinal sinusoidal com deslocamento zero.

Se alguém estiver medindo um sinal senoidal com deslocamento zero, esse medidor funcionará perfeitamente. Em outros casos, esse medidor ainda pode ser utilizável (e, de fato, às vezes pode ser melhor que um medidor RMS verdadeiro) se alguém souber como suas medições são calculadas e descobrir a partir disso o que se quer saber sobre o sinal (por exemplo, se se um medidor é conhecido por medir o pico de tensão e escaloná-lo em 70,7%, e se deseja conhecer o pico de tensão de um sinal irregular, pode-se usar esse medidor multiplicando o resultado exibido por 1,414, enquanto um medidor RMS pode ser quase inútil).

A principal vantagem de um verdadeiro medidor RMS é que ele mede formas de onda irregulares de uma maneira conhecida, sujeita a restrições de frequência documentadas. Outros tipos de medidores podem realizar medições de maneiras que às vezes seriam mais úteis e outras menos úteis, mas, a menos que o medidor documente as técnicas de medição reais usadas, elas provavelmente não serão úteis.

Um multímetro barato mede a média da tensão CA retificada de onda completa e modifica a leitura para cima por um fator de:

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

para corresponder ao valor RMS de uma onda senoidal pura.

Isso significa que a leitura estará consideravelmente incorreta se você desejar o RMS (valor de aquecimento) de algo como um pulso de ciclo de serviço baixo (um grande fator de crista). A média também não será exibida (diretamente), mas você pode dividir por 1,111 para obtê-la.

Os circuitos que executam cálculos de 'RMS verdadeiro' têm larguras de banda e faixas dinâmicas máximas, mas dentro dessa faixa elas podem funcionar bem, digamos, como medir a tensão RMS de um dimmer controlado por fase. Eles tendem a custar mais e apresentam mais erros do que o circuito simples de média.

Se você estiver executando um trabalho de tensão de rede, considere um medidor RMS verdadeiro que também tenha a classificação de segurança adequada . Para a maioria dos eletrônicos, o trabalho não é realmente necessário e, se você precisar olhar mais profundamente, economize dinheiro e obtenha um bom osciloscópio, o que lhe dirá muito mais.

Multímetros mais baratos conseguem especificar o RMS medindo a tensão de pico de uma entrada senoidal pura e multiplicando-a por 0,707 e exibindo o resultado.

Para uma entrada CA senoidal pura sem distorção, isso é bom, mas para outras formas de onda, não é.

O motivo é que o valor RMS de uma forma de onda é igual à magnitude do sinal DC, o que causaria aquecimento equivalente à carga.

A medição é feita amostrando o valor do sinal de entrada várias vezes durante um único ciclo, quadrando cada um desses valores, adicionando-os e, em seguida, obtendo a raiz quadrada de sua soma e exibindo-o.

Portanto, o dinheiro extra que você paga por um verdadeiro instrumento RMS é o silicone extra necessário para realizar o trabalho extra, (menor) o firmware necessário para resolver tudo isso (menor) e a conveniência fornecida, para que você não precise prepare-se para descobrir tudo sozinho.

Qual é a diferença entre RMS e True RMS?

Usamos o RMS para medir tensões e correntes porque, para cargas resistivas, ele se relaciona diretamente com a potência média.

Infelizmente, é muito difícil construir circuitos para calcular com precisão o quadrado e a raiz quadrada de um único.

Então, designers de multímetros enganaram. Eles mediram algumas propriedades do sinal que são mais fáceis de medir (geralmente "magnitude média"). Em seguida, eles aplicaram um fator de escala para converter a leitura em RMS. Esse fator de escala assume que a forma de onda de entrada é uma onda senoidal.

Mais recentemente, os medidores "true RMS" apareceram. Eles trabalham amostrando o sinal e calculando o RMS no software (onde o quadrado preciso e o enraizamento quadrado são mais viáveis).

Observe que mesmo um medidor "True RMS" terá limitações de largura de banda. Portanto, para sinais de entrada com alta frequência, sua leitura pode não ser realmente um valor RMS preciso. Da mesma forma, praticamente todos os medidores (RMS verdadeiro ou não) bloquearão CC em suas faixas de medição CA, portanto o valor medido será apenas o componente CA do RMS total.

Em que casos e quanto o True RMS importa?

Meu sentimento é menor do que os profissionais de marketing percebem. Eles são úteis se você deseja uma leitura precisa da tensão / corrente RMS para um sinal com frequência bastante baixa (mas não tão baixa que atinja o filtro de bloqueio CC) e não se espera que seja uma onda senoidal.

Mas honestamente, na maioria das vezes, na eletrônica, acho que um multímetro é usado para medições de tensão e resistência CC. Se um sinal é CA, quero saber não apenas a voltagem RMS, mas também a forma de onda, momento em que nenhum multímetro é muito útil.

Às vezes, o multímetro é usado na rede, mas geralmente é suficiente uma medição de tensão bruta.