Измерение действующего значения тока, несинусоидальной формы Опции

[LII]

Разрабатываю стенд для испытания трансформаторов на ATMega8. Измеряю действующее значение: ток и напряжение первички, ток и напряжение вторички. Сначала пошел простым путем - измерение амплитуды сигнала и получение из него действующего значения, и вобщем-то получалась приемлемая точность. Но есть режимы испытаний, при которых при отсутствии нагрузки во вторичке, первичке дают номинальный ток. В этом режиме форма тока очень далека от синуса. Пришлось делать выборки с суммированием.
Вопрос собственно в следующем:
1. Для контроля своего прибора, последовательно с ним подсоединил стрелочный амперметр класса 0.5. На сколько ему можно доверять, если учесть, что форма тока далека от синусоидальной?
2. У кого есть опыт успешного решения подобных задач, буду признателен, если поделитесь схемотехникой входных цепей, алгоритмами обработки сигнала, просто советами (теорию и форум проштудировал)

Сообщение отредактировал LII - Jun 9 2007, 06:52

[_Vladimir_]

Разрабатываю стенд для испытания трансформаторов на ATMega8. Измеряю действующее значение: ток и напряжение первички, ток и напряжение вторички. Сначала пошел простым путем - измерение амплитуды сигнала и получение из него действующего значения, и вобщем-то получалась приемлемая точность. Но есть режимы испытаний, при которых при отсутствии нагрузки во вторичке, первичке дают номинальный ток. В этом режиме форма тока очень далека от синуса. Пришлось делать выборки с суммированием.
Вопрос собственно в следующем:
1. Для контроля своего прибора, последовательно с ним подсоединил стрелочный амперметр класса 0.5. На сколько ему можно доверять, если учесть, что форма тока далека от синусоидальной?
2. У кого есть опыт успешного решения подобных задач, буду признателен, если поделитесь схемотехникой входных цепей, алгоритмами обработки сигнала, просто советами (теорию и форум проштудировал)

Лет 20 назад измерял действующее значение тока (до 2000 А), конечно снимаемое с ТТ.
Источник тиристорный регулятор, нагрузка активная, тепловой процесс.
Кажется 10 разрядный АЦП и 51 процессор (точнее 48).
Оцифровка, возведение в квадрат, суммирование/интегрирование и извлечение корня.
Точность не хуже 1% (относительно вторичного сигнала ТТ) - точнее нечем было просто оценить.
Сейчас выпускаются чипы для измерения действующего, наверняка найдете на AD.

Мне кажется у Вас не совсем корректная постановка задачи.
Какой ТТ у Вас?
Как уже указывали, для ТТ режим разрыва вторичной оботке недопустим.
Нет смысла просто мерять в таком режиме первичный ток - что это даст, ток холостого хода, что-ли?,
так о чем он будет говорить?
сначала надо теоретически проанализировать (понять), что происходит с Вашим трансформатором в этом режиме.
Я могу представить такое испытание (с разрывом) разве что как проверка изоляции и т.п.
(У идеального ТТ в таком режиме бесконечно большое напряжение на вторичке)
И то что форма у Вас стала не синусоидальной, только подтверждает, что ТТ в этом режиме "стоит на ушах". Нелинейность сдесь такова, что полученые цифры с успехом могут быть индикатором цен на рынке.
Может быть Вы хотите по первичной цепи определять факт появления обрыва?
Не понятно, зачем это в процедуре испытаний.
Если это измерительный трансформатор, то чем меньше сопротивление нагрузки (чем ближе он к КЗ) - тем линейнее его характеристика (это справедливо для любого ТТ).
Трудно представить лампочку в качестве нагрузки ТТ.
Обычно измеряют изоляцию, коэффициент передачи, линейность.
Ну и их зависимость от сопротивления нагрузки.
Соответственно не совсем понятно почему именно действующее значение - RMS.
Это енергетическая мера (в русском языке очень удачные синонимы - тепловое.действующее значение), для синусоиды среднее, амплитудное, RMS связаны постоянными коэффициентами, для другой формы так или иначе надо считать.

[LII]

Лет 20 назад измерял действующее значение тока (до 2000 А), конечно снимаемое с ТТ.
Источник тиристорный регулятор, нагрузка активная, тепловой процесс.
Кажется 10 разрядный АЦП и 51 процессор (точнее 48).
Оцифровка, возведение в квадрат, суммирование/интегрирование и извлечение корня.
Точность не хуже 1% (относительно вторичного сигнала ТТ) - точнее нечем было просто оценить.
Сейчас выпускаются чипы для измерения действующего, наверняка найдете на AD.

Мне кажется у Вас не совсем корректная постановка задачи.
Какой ТТ у Вас?
Как уже указывали, для ТТ режим разрыва вторичной оботке недопустим.
Нет смысла просто мерять в таком режиме первичный ток - что это даст, ток холостого хода, что-ли?,
так о чем он будет говорить?
сначала надо теоретически проанализировать (понять), что происходит с Вашим трансформатором в этом режиме.
Я могу представить такое испытание (с разрывом) разве что как проверка изоляции и т.п.
(У идеального ТТ в таком режиме бесконечно большое напряжение на вторичке)
И то что форма у Вас стала не синусоидальной, только подтверждает, что ТТ в этом режиме "стоит на ушах". Нелинейность сдесь такова, что полученые цифры с успехом могут быть индикатором цен на рынке.
Может быть Вы хотите по первичной цепи определять факт появления обрыва?
Не понятно, зачем это в процедуре испытаний.
Если это измерительный трансформатор, то чем меньше сопротивление нагрузки (чем ближе он к КЗ) - тем линейнее его характеристика (это справедливо для любого ТТ).
Трудно представить лампочку в качестве нагрузки ТТ.
Обычно измеряют изоляцию, коэффициент передачи, линейность.
Ну и их зависимость от сопротивления нагрузки.
Соответственно не совсем понятно почему именно действующее значение - RMS.
Это енергетическая мера (в русском языке очень удачные синонимы - тепловое.действующее значение), для синусоиды среднее, амплитудное, RMS связаны постоянными коэффициентами, для другой формы так или иначе надо считать.

В сообщении №4 я уже отвечал по поводу корректности постановки задачи. Этот вид измерений присутствует в методике испытаний и я его не придумал, могу дополнительно сообщить что эти трансформаторы применяются в системе освещения взлетных полос аэродромов. Смысл в том, что все первички этих трансформаторов включены последовательно и ток через них стабилизируется. Во вторичку каждого трансформатора включена лампочка. Если одна из них перегорает, то остальные горят, питаясь током проходящим через первичку этого несчастного ненагруженного трансформатора.
Единственное заказчик мог напутать с определением какое именно значение тока измерять, действующее или иное. Сейчас они пользуются стрелочными приборами и все цифры в ТУ даны для них. Стало быть всетаки действующее?

[_Vladimir_]

В сообщении №4 я уже отвечал по поводу корректности постановки задачи. Этот вид измерений присутствует в методике испытаний и я его не придумал, могу дополнительно сообщить что эти трансформаторы применяются в системе освещения взлетных полос аэродромов. Смысл в том, что все первички этих трансформаторов включены последовательно и ток через них стабилизируется. Во вторичку каждого трансформатора включена лампочка. Если одна из них перегорает, то остальные горят, питаясь током проходящим через первичку этого несчастного ненагруженного трансформатора.
Единственное заказчик мог напутать с определением какое именно значение тока измерять, действующее или иное. Сейчас они пользуются стрелочными приборами и все цифры в ТУ даны для них. Стало быть всетаки действующее?

Стало понятнее, хотя информации недостаточно.
Теперь ясно что у Вас используется как преобразователь-трансформатор ток/напряжение.
Стало быть чем он не идеальнее как ТТ тем лучше.
Какой ток, средний или действующий будет оптимален сказать трудно, варианты...
-Если лампы накаливания - процесс тепловой, при обрыве какого-то трансформатора форма первичного искажается (Вам наверное будет полезно все таки выяснить почему и как искажается, на любой стадии Вашей работы это может стать принципиальным) - наверное любой стрелочный прибор покажет ограничение тока.
- заказчик наверное оговаривает результат испытаний - "ограничение не более чем".
- В этом случае действующее значение будет более адекватным, свечение накаливания для НЕ синусоиды "более пропорционально" (извините за такое выражение) действующему а не среднему.
При сильном искажении формы разница среднего и действующего большая.

Так что на первый взгляд (даже если не оговорено в ТУ), Вы сами можете доказать заказчику что такое решение более правильное и точное.
Скорее всего он об этом и не задумывалься - есть цифирь от стрелочника и все.
(очень похожая ситуация была и у меня - не стабильно работала тепловая математическая модель процесса по значениям тока и напряжения снятым по стрелочным приборам. Никто не обращал внимания какого принципа стрелочники. А они были разного типа. И как только я перевел все в цифру и по действующему, модель заработала как часы)

Но, возможно, вследсвие недостатка данных, я не совсем верно понимаю Вашу задачу, БОЛЬШОЙ разницы не будет - использовать среднее или действ.
В этом случае у Вас будет приготовлена "пушка для воробъев" - целая система вместо одного выпрямителя и конденсатора, других минусов нет.

Так что, надеюсь у Вас есть инфо для выбора.

P. S. Очевидно надо учитывать и управление источником тока.
Может быть в системе есть обратная связь по стабилизации тока.
Тогда возможно неправильноый выбор может просто "загнать" регулятор.

Добавление....
Сдается мне что там не лампы накаливания, а газонаполненые.
Тогда все становится на свои места.
Поджиг - высоким наппряжением "оборванного" трансформатора, а затем свечение в режиме ограниченного тока.
Красивое и простое решение.
Но тогда все эти "советы" - 50/50. Нельзя правильно сказать не изучив досконально систему и требования.

[defunct]

Сдается мне что там не лампы накаливания, а газонаполненые.

Мне тоже так сдается..
Странно, а ведь никто не говорил какие там лампы, автор просто сказал лампы.

и за 20мс оно должно в идеале стремиться к нулю..

Если брать по модулю, не будет этот метод особо отличасться от RMS...