Измерение RMS сигналов сложной формы Опции

[amusin]

Есть 2 вольтметра: собственной разработки (цифровой) и промышленный (стрелочный).
DC и sin измеряют одинаково, в пределах погрешности.
При наличии же гармоник, либо сложной форме сигнала (меандре) показания начинают существенно различаться.
Технологи ставят задачу - показания должны совпадать на всех реальных сигналах.

С какой стороны подбираться к задаче?

[Alex255]

Есть 2 вольтметра: собственной разработки (цифровой) и промышленный (стрелочный).
DC и sin измеряют одинаково, в пределах погрешности.
При наличии же гармоник, либо сложной форме сигнала (меандре) показания начинают существенно различаться.
Технологи ставят задачу - показания должны совпадать на всех реальных сигналах.

С какой стороны подбираться к задаче?

Частоты сигнала какие?

[Designer56]

и промышленный (стрелочный).

Интересно, какого типа пром. прибор, что он меряет и AC и DC? Авометр, т.е в просторечии тестер? А класс точности? А Ваш прибор- какого типа, т. е что он измеряет- средневыпрямленное, скв, или что-то ещё? Вообще- поподробнее: диапазоны (частотный и диапазон измерений), погрешности, зависимость от формы и т.п. Иначе трудно что-то сказать- можно рассуждать только в общем.

Первое что приходит на ум- стрелочный прибор магнитоэлектрического типа, а Вы сделали измеритель скв. А Ваш прибор сертифицирован? Или хотя-бы как-то аттестован?

[EUrry]

Есть 2 вольтметра: собственной разработки (цифровой) и промышленный (стрелочный).
DC и sin измеряют одинаково, в пределах погрешности.
При наличии же гармоник, либо сложной форме сигнала (меандре) показания начинают существенно различаться.
Технологи ставят задачу - показания должны совпадать на всех реальных сигналах.

С какой стороны подбираться к задаче?

Если Вы хотите измерять rms сигнала любой формы, не задумываясь какой именно, то путь у Вас один - сделать преобразователь среднеквадратических значений. А в Вашем приборе стоит более простой и дешевый преобразователь (м.б. пиковых значений), который откалиброван ТОЛЬКО на синусе.

[EvgenyNik]

Посмотрите LTC1966 для переменки.

[amusin]

Частоты сигнала какие?

Пока речь о 50 Гц.

Интересно, какого типа пром. прибор, что он меряет и AC и DC? Авометр, т.е в просторечии тестер? А класс точности? А Ваш прибор- какого типа, т. е что он измеряет- средневыпрямленное, скв, или что-то ещё? Вообще- поподробнее: диапазоны (частотный и диапазон измерений), погрешности, зависимость от формы и т.п. Иначе трудно что-то сказать- можно рассуждать только в общем.
Первое что приходит на ум- стрелочный прибор магнитоэлектрического типа, а Вы сделали измеритель скв. А Ваш прибор сертифицирован? Или хотя-бы как-то аттестован?

Промышленный - Ц4380М.
Мой измеряет среднеквадратическое значение, перед измерением сигнал проходит через программный ФНЧ с полосой 250 Гц. Прибор имеет сертификат об утв.типа СИ. Но в программе испытаний мы подавали только "чистые" воздействия с соответствующих калибраторов (DC и AC).
Подробности:
погрешность до 2,5%, реально около 1%. На меандре результат измерения ниже, чем у "цешки".
Зависимость погрешности от формы не снимали.
Диапазоны разные, например, 10...30В.

Если Вы хотите измерять rms сигнала любой формы, не задумываясь какой именно, то путь у Вас один - сделать преобразователь среднеквадратических значений. А в Вашем приборе стоит более простой и дешевый преобразователь (м.б. пиковых значений), который откалиброван ТОЛЬКО на синусе.

Как измеряю - написал выше. Регулирую (калибрую) только на постоянке.

[Oldring]

Пока речь о 50 Гц.

Очевидно, уже нет. На 50 герцах (синус) все ведь работает

[amusin]

Очевидно, уже нет. На 50 герцах (синус) все ведь работает

Ок, скажите частоту меандра с периодом 20 мс

[Designer56]

Промышленный - Ц4380М.

Так Ц4380 измеряет средневыпрямленные. Отсюда и расхождения в показаниях.
А для своего прибора при сертификации Вы определяли влияние формы сигнала на результат?

[EUrry]

Как измеряю - написал выше. Регулирую (калибрую) только на постоянке.

Ну, ежели у Вас преобразователь rms, то, наверное, Ваш фильтр просто режет верхние гармоники, которые имеют еще достаточно большую амплитуду, и пренебрежение ими сказывается на результате измерения. Хотя, Вам вон говорят, что в Ц4380 не rms преобразование, я не знаю. Либо сам преобразователь не держит частоту, что, конечно, вряд ли.

[Oldring]

Ок, скажите частоту меандра с периодом 20 мс

Легко. В таком меандре бесконечное множество частот с шагом 50 Гц, амплитуда которых спадает в асимптотике как 1/f.

[amusin]

Так Ц4380 измеряет средневыпрямленные. Отсюда и расхождения в показаниях.

В яблочко! Оказывается, он просто выпрямляет переменку... Пожалуй это один из факторов, наравне с моим ФНЧ.

А для своего прибора при сертификации Вы определяли влияние формы сигнала на результат?

Нет, у нас не было требования по доп. погрешности, вызванной Кф.

[EvgenyNik]

Ок, скажите частоту меандра с периодом 20 мс

У 20 мс меандра частота СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ 50 Гц, а спектр очень даже неплохой. И у 50 герцовой составляющей амплитуда даже больше, чем у самого меандра...

[Designer56]

Интересно, как же вам выдали сертификат на СИ, измеряющее истинное среднеквадратическое? или прибор только отградуирован в скв, а меряет нечто иное?

Легко. В таком меандре бесконечное множество частот с шагом 50 Гц, амплитуда которых спадает в асимптотике как 1/f.

если память не изменяет, то как (sin(f))/f

[Oldring]

если память не изменяет, то как (sin(f))/f

В асимптотике в случае меандра это одно и то же.

[mdmitry]

Кажется уже обсуждалось.
Вольтметры градуируются в среднеквадратических значениях для гармонического сигнала, кроме группы В4-, которые градуируются в амплитудных значениях.
При измерении негармонических сигналов требуется для правильной оценки параметров знать коэффициент амплитуды Um/U и формы U/Uсредневыпрямлен для исследуемого сигнала и для гармоники, чтобы потом пересчитать показания вольтметра (калиброванного по гармонике) в значения напряжения Вашего сигнала.

[Евгений Германов...]

Кажется уже обсуждалось.
Вольтметры градуируются в среднеквадратических значениях для гармонического сигнала, кроме группы В4-, которые градуируются в амплитудных значениях.
При измерении негармонических сигналов требуется для правильной оценки параметров знать коэффициент амплитуды Um/U и формы U/Uсредневыпрямлен для исследуемого сигнала и для гармоники, чтобы потом пересчитать показания вольтметра (калиброванного по гармонике) в значения напряжения Вашего сигнала.

Нет вы не правы.Большая часть вольтметров на переменку действительно меряют средневыпремленное напряжение(те градуируются по синусу),но Ф584 это вольтметр истинного СКЗ(ему не важна форма сигнала).Кстати не единственный.
То о чем вы пишете прекрасно на бумаге.
В жизни вы пробовали так мерять?Для получения сколь-нибуть приемлимого результата необходимо знать о временных параметрах сигнала все.Ктож вам про это расскажет. И зачем вам коэф амплитуды?.Пик фактор это коэф формы.

[Designer56]

В асимптотике в случае меандра это одно и то же.

Согласен...предел обеих (или обоих?) функций- равен 0.

И зачем вам коэф амплитуды?.Пик фактор это коэф формы.

Пик-фактор- это отношение амплитудного значения к средне-квадратичному. Т.е.- коэфф. амплитуды.

[mdmitry]

Нет вы не правы.Большая часть вольтметров на переменку действительно меряют средневыпремленное напряжение(те градуируются по синусу),но Ф584 это вольтметр истинного СКЗ(ему не важна форма сигнала).Кстати не единственный.
То о чем вы пишете прекрасно на бумаге.
В жизни вы пробовали так мерять?Для получения сколь-нибуть приемлимого результата необходимо знать о временных параметрах сигнала все.Ктож вам про это расскажет. И зачем вам коэф амплитуды?.Пик фактор это коэф формы.

По поводу пик-фактора смотрите сообщение Designer56.
Если вольтметр построен на основе измерения эквивалентного действия входного сигнала и образцового, то показания соответствуют эквивалентному RMS гармонического сигнала. Принцип работы: нагрев термопар или других температурных датчиков входным сигналом и образцовым от внутреннего генератора.
Есть несколько вольтметров, построенных по такому принципу.

[amusin]

Интересно, как же вам выдали сертификат на СИ, измеряющее истинное среднеквадратическое?

У сертификата есть приложение "Описание типа...", в котором написано
"...измерения действующего значения напряжения переменного тока частотой 25, 50 Гц +-1%..."
По вашему мнению, что-то сделано неправильно?

Или прибор только отградуирован в скв, а меряет нечто иное?

Есссно, как вариант, Uэф синуса можно было бы измерять и пиковым детектором - умножив результат на 0,707, получить скв. Но реальные сигналы неидеальны, поэтому так и сяк приходится интегрировать (будь то скв или срв).
Мой прибор измеряет и выдает скв, т.е. честно вычисляет корень из суммы взвешенных квадратов отсчетов. Да, есть ФНЧ, но без него я споткнусь об алиасы.

[Designer56]

У сертификата есть приложение "Описание типа...",

С этим понятно. Непонятно почему не потребовали задать влияние формы сигнала в этом случае. И провести соответствующие испытания при сертификации. Преобразователи скв ведь тоже неидеальны. Ну, будем считать, что Вам повезло. тогда возвращаясь к вашему вопросу, получить идентичность показаний двух вольтметров, один из которых скв, а другой выпрямляющий для напряжений/токов произвольной формы невозможно. Это нужно объяснить вашим технологам.

[WEST128]

Технологов устраивает промышленный вольтметр ? Может, вам тогда стоит переделать принцип работы вашего прибора, чтобы он соответствовал стрелочному ?

[Desenix]

лучше добавить тумблер,
СКВ <-> как стрелочный

[amusin]

С этим понятно. Непонятно почему не потребовали задать влияние формы сигнала в этом случае. И провести соответствующие испытания при сертификации. Преобразователи скв ведь тоже неидеальны. Ну, будем считать, что Вам повезло.

Вот я и пытаюсь понять - это наша недоработка или метрологов, которые писали нам ПМ испытаний.
В любом случае, спасибо за наводку на принцип измерения, а также ваши сообщения в соседней теме.
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=40061&st=0

возвращаясь к вашему вопросу, получить идентичность показаний двух вольтметров, один из которых скв, а другой выпрямляющий для напряжений/токов произвольной формы невозможно. Это нужно объяснить вашим технологам.

Понятно. Хотя по-доброму надо переписывать изм. часть на измерение срв.
Тогда убил бы 2 зайцев: и сертификат есть, и соответствие результатов измерений "штатному" прибору.

Технологов устраивает промышленный вольтметр ? Может, вам тогда стоит переделать принцип работы вашего прибора, чтобы он соответствовал стрелочному ?

Есть такая мысль. Но тогда нужно проходить испытания заново. Что деньги и, главное, время.

лучше добавить тумблер,
СКВ <-> как стрелочный

Тоже вариант

[Designer56]

Тогда убил бы 2 зайцев: и сертификат есть, и соответствие результатов измерений "штатному" прибору.

Да, но новый прибор не будет соответствовать описанию типа СИ. Это чревато лишением сертификата и лицензии на пр-во СИ.

Я бы просто доработал прибор, провел бы ещё одни серт. испытания с включением в уже существующее ТУ подтипа. Причем, если Вы поверяете свой прибор сейчас на синусе, методику поверки даже дорабатывать не надо.

[amusin]

Да, но новый прибор не будет соответствовать описанию типа СИ. Это чревато лишением сертификата и лицензии на пр-во СИ.
Я бы просто доработал прибор, провел бы ещё одни серт. испытания с включением в уже существующее ТУ подтипа. Причем, если Вы поверяете свой прибор сейчас на синусе, методику поверки даже дорабатывать не надо.

Приемлемый вариант. Непонятно, откуда возникло условие "если Вы поверяете свой прибор сейчас на синусе"?
Дело в том, что в свое время мы предложили метрологам (институт метрологии) вписать в МП поверку только на постоянке, аргументируя тем, что после регулировки (тоже по постоянке) мы можем измерять синус с той же погрешностью. После проведения серт. испытаний метрологи убедились, что погрешность измерения в заданных пределах, и они утвердили наше подтверждение.

[Designer56]

Тогда придется доработать методику

[amusin]

Тогда придется доработать методику

Это не очень хороший вариант. т.к. вдобавок к калибратору вольтметров постоянного тока дополнительно придется иметь калибратор вольтметров переменного тока, который вкупе с усилителем (для напряжений свыше 100В) - 2 таких приличных гробика.

[Designer56]

А куда деваться, если Вы хотите мерять переменный ток? можно обойтись без калибратора, если иметь эталонный вольтметр с точностью, минимум в 5 раз лучше заявленной, и генератор переменного напряжения нужного диапазона. Я в таких случаях использую старый ИСН-1 + вольтметр или амперметр. Усилитель к калибратору требуется, если нужно напряжение больше 1000 В. Впрочем, Вы можете приобрести Н4-7, он и для постоянки, и для переменки. И точность очень даже. Но дорого- 400000р.

[alexander55]

Понятно. Хотя по-доброму надо переписывать изм. часть на измерение срв.
Тогда убил бы 2 зайцев: и сертификат есть, и соответствие результатов измерений "штатному" прибору.

При изменениях программного обеспечения (даже в части не касающейся собственно измерений и обработки результатов измерений) требуется полная проверка по методике на прибор, который выдан сертификат.
А Вы как думали, это деньги.

[Designer56]

При изменениях программного обеспечения.....

Нет, произвоитель имеет право изменять как программную, так и аппаратную часть СИ в процессе производства. Повторная сертификация не требуется. При условии, что не изменяется ТУ и методика поверки, которыя хранятся в госреестре СИ. Ну, и разумеется, при этом обеспечивается соответствие выпускаемого прибора его описанию средства измерения, которое является приложением к сертификату и тоже лежит в госреестре. Вот если у вас был, скажем, вольтметр скв переменного тока, а вы добавили ф-ю измерения средневыпрямленного (как в рассматриваемом случае) или пикового значения, то нужно изменять и описание типа и ТУ, и методику поверки и проводить повторные (или дополнительные) сертификационные испытания. Это уже- другой прибор.

[condor]

Мой прибор измеряет и выдает скв, т.е. честно вычисляет корень из суммы взвешенных квадратов отсчетов. Да, есть ФНЧ, но без него я споткнусь об алиасы.

Вы имели в виду алиасы от децимации?
Если да, то для изменерия скз антиалайзинговый фильр не нужен!