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

[zltigo]

...на ATMega8.

Из всего написанного это единственное, что не имеет никакого отношения к делу.
Тема перенесена из раздела AVR.

[EvgenyNik]

Но есть режимы испытаний, при которых при отсутствии нагрузки во вторичке, первичке дают номинальный ток. В этом режиме форма тока очень далека от синуса.

Если это трансформатор тока, то такой режим (разрыва вторичной цепи) для него просто НЕДОПУСТИМ при штатной эксплуатации.
И если нагрузка отсутствует, то о форме какого тока идёт речь? Вторичного?

[LII]

Если это трансформатор тока, то такой режим (разрыва вторичной цепи) для него просто НЕДОПУСТИМ при штатной эксплуатации.

Это трансформатор тока. Он запитывается стабилизатором тока, поэтому при обрыве нагрузки (перегорание лампочки) и возникает такой режим. Поэтому он и заложен в программу испытаний и трансформатор должен терпеть такой режим (и он терпит).

И если нагрузка отсутствует, то о форме какого тока идёт речь? Вторичного?

Естественно, речь идет о токе первичной обмотки. Во вторичной ноль.

Сообщение отредактировал LII - Jun 9 2007, 08:44

[vvs157]

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?

Все зависит от типа прибора - если магнитоэлектрический - то врет (для измерения переменного тока/напряжения там диодный мостик), если электромагнитный - то показывает именно эффективное значение. А лучше всего возьмите цифровой мультиметр, на котором написано True RMS. Или возьмите AD737 от Analog Device - как раз для этого предназначена.

[_artem_]

действующее, эффективное , среднеквадратичное, среднее - какие значения нужны ?

...
Похоже в русской терминологии первые три обозначают RMS?

[LII]

действующее, эффективное , среднеквадратичное, среднее - какие значения нужны ?

В первом сообщении написано: действующее значение.

[vvs157]

действующее, эффективное , среднеквадратичное, среднее - какие значения нужны ?

...
Похоже в русской терминологии первые три обозначают RMS?

Именно так. К тому же RMS - это Root Mean Square - среднеквадратичное значение

[Tanya]

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)

Если именно действующее значение нужно ( Мне, правда, непонятно, зачем...), то:
1. Самый древний метод. Были такие измерители, основанные на тепловыделении. Не помню, правда, как назывались...
2. Аналоговый умножитель.
3. АЦП с последующим умножением в цифре.

[vvs157]

1. Самый древний метод. Были такие измерители, основанные на тепловыделении. Не помню, правда, как назывались....

У Analog Device как раз есть серия специализированных преобразователей RMS to DC для решения этой задачи (AD737 как пример)

[mdmitry]

Вольтметры и амперметры, КРОМЕ измеряющих АМПЛИТУДНОЕ значение (В4-хх), градуируются в действующих значениях напряжения (тока) гармонической формы. Для постоянного тока действующее (среднеквадратическое), средневыпрямленное и среднее значения совпадают. Для учета формы сигнала вводятся коэффициенты амплитуды и формы. Посмотрите книги (учебники) по электрорадиоизмерениям.
Действующее значение какого по форме тока Вы оцениваете? Если именно Вашего, то приборы дадут ошибку.
1. Есть термоэлектрические волтьметры (по принципу работы), которые измеряют действующее значение гармонического напряжения эквивалентного входному по тепловому действию.
2. Можно оцифровать (АЦП) и вычислить необходимые значения.
3. Tanya указал на перемножитель с усреднением на выходе (интегрирование).

[_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]

Вольтметры и амперметры, КРОМЕ измеряющих АМПЛИТУДНОЕ значение (В4-хх), градуируются в действующих значениях напряжения (тока) гармонической формы. Для постоянного тока действующее (среднеквадратическое), средневыпрямленное и среднее значения совпадают. Для учета формы сигнала вводятся коэффициенты амплитуды и формы. Посмотрите книги (учебники) по электрорадиоизмерениям.
Действующее значение какого по форме тока Вы оцениваете? Если именно Вашего, то приборы дадут ошибку.
1. Есть термоэлектрические волтьметры (по принципу работы), которые измеряют действующее значение гармонического напряжения эквивалентного входному по тепловому действию.
2. Можно оцифровать (АЦП) и вычислить необходимые значения.
3. Tanya указал на перемножитель с усреднением на выходе (интегрирование).

Значит мой стрелочный прибор будет врать

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Vladimir_]

Небольшое добавление.

Вольтметры и амперметры, КРОМЕ измеряющих АМПЛИТУДНОЕ значение (В4-хх), градуируются в действующих значениях напряжения (тока) гармонической формы. Для постоянного тока действующее (среднеквадратическое), средневыпрямленное и среднее значения совпадают. Для учета формы сигнала вводятся коэффициенты амплитуды и формы. Посмотрите книги (учебники) по электрорадиоизмерениям.

Коэффициент формы - отношение действующего к среднему, для синуса если не изменяет память - корень из двух.
Коэффициент амплитуды - не слышал, да и о чем такой параметр может сказать, амплитуда она и есть амплитуда.

[oran-be]

Я ка кто делал измеритель напряжения трехфазной сети не RMS, а действующее. Выборки за период 20мС, а потом усреднение. Работает отлично. Только есть пару оговорок. Генератор лучше использовать кварцевый, а то у Меги ее RC может подплывать в течении 20 мС, так что некоторые измерения от этого будуть такжк плысть. На входе перед АЦП очень неплохо поставить опер, а то ее УВХ при выходном сопротивлении источника сигнала более 1кОм начинает давать статическую ошибку. Ну и опора, конечно же. В принципе ее родная тоже работает, но пришлось поимется, пока методом тыка понял, как же ее необходимо правильно калибровать.