Да, чего-то я заблуждился..
Давно в школе [не] учился.
Попутал, короче.


Разные бывают умножители.
Вот повозился недавно с AD737, так там явно указана зависимость дополнительной погрешности от Crest Factor, которая в военное время на импульсных сигналах может достигать единиц, а то и десятков процентов.

А в чём, собственно, проблема? Напряжение и ток связаны коэффициентом. Сейчас привяжем!!!

Да, еще насчет "для чего нам знать true RMS". Напряжений и токов все больше несинусоидальных. Импульсные источники питания, цифровые сигналы и т.д. Синусов еще поискать надо.

А в реактивных цепях?

Согласен, в реактивных элементах будет несколько иная картина для напряжения и тока в случае не гармонического сигнала. Но, заметьте, то же определение среднеквадратической (эффективной) величины тока определяется, как "производящей в активной нагрузке такой же тепловой эффект, как и такая же величина постоянного тока". В реактивных элементах, как Вы понимаете, теплового эффекта быть не может.

Давайте всё-таки аппелировать не к Википедии. Для продолжения дискуссии или расстановки всех точек над "i" приведу выдержку из учебника "Основы теории цепей" В. С. Попова 1985 г., изд. "Высшая школа".

Значения напряжений и коэффициенты амплитуды, формы и усреднения приведены в книге: Дворяшин Б.В. Метрология и радиоизмерения. М.: Издательский центр "Академия", 2005. Стр. 201-202.
Интервал усреднения указан как время, кратное целому числу периодов исследуемого напряжения. Там же указано в каких значениях напряжения и какой формы градуируются вольтметры.

Вы правы, тепла не будет, но значение тока измеряется безотносительно к тому произведет он тепло или нет. Имеется ввиду если этот ток пройдет через активную нагрузку. Вставьте туда резистор и ток произведет тепло.

Именно так.

Ну и в чём противоречие? Мы же о коэффициенте, связывающим ток и напряжение дискутировали. Действующее значение сигнала математически определяется только его формой, а физический смысл выражение приобретает только при активной нагрузке. И только в последнем случае можно использовать тот самый коэффициент.

Нет. Ток будет RMS даже если негде выделяться теплу. Будь то сверхпроводник или 90 градусов сдвиг по фазе с напряжением.
Измерение тока не обязывает нас выделять тепло. Оно просто говорит, что точно такой же ток с активной нагрузкой выделит тепло согласно закону Джоуля Ленца.

Действующие, средние, медианные или еще какие значения сигнала - это интегральные или близкие к ним оценки сигнала и его трансформаций, исходя из заданного критерия оценки.
Обсуждать, что правильнее - бессмысленно, если эти критерии не озвучены.

И точно такое же тепла выделится при подведении напряжения, которое создаст ток в соответствии с коэффициентом!!! О чём спор? По-моему, я достаточно полно выразил мысль. Пусть кто-нибудь дополнит, если что-то упустил.

Да простят меня модераторы за подъем темы с глубин днищанских, там где раки зимуют. Но я тему отыскал подходящую - значит молодец
В общем почитал я все предыдущие 5 страниц, но слабо понял, что мне из написанного надо взять в голову. Итак, по порядку.
Я делаю прибор, который включает/выключает нагрузки (слабоиндуктивные и резистивные) по однофазному напряжению 220В, 50Гц, а также нагрузку от трехфазной сети 200В, 400Гц. Для всех нагрузок, индивидуально, последовательно с коммутатором включены датчики тока на эффекте Холла. Выход каждого датчика идет на драйвер АЦП (на ОУ) 1:1, а с него на вход АЦП через RC-цепочку (НЧ фильтр). Напряжения меряются через согласующие трансформаторы в режиме ТТ.
Вот напряжение в розетке 220В я меряю хорошо, потому что там синус. Напряжения на каждой фазе трехфазного генератора тоже хорошо - 115В относительно нулевого провода. Период семплирования 6кГц, это значит, что я захватываю 120 отсчетов на период для сигналов токов/напряжений на линиях 220В, и 15 отсчетов - для сигналов (115В). Измеряю методом подсчета RMS - по мере получения семпла возвожу его в квадрат, суммирую так квадраты всех выборок и делю на количество семплов в периоде, затем извлекаю из всего этого дела корень. Опять же, напряжения считаются правильно - стоят на месте как вкопанные (ну плюс/минус вольт-два будет). А вот токи... По нагрузкам 220В еще более-менее стабильно и правдиво выглядят цифры (хотя надо бы тоже замерять мультиметром), а вот с датчиков тока, стоящих в разрыве каждой фазы трехфазной нагрузки - полный пердимонокль. Скачет туда-сюда. Меряю мультиметром - стоит более-менее на месте ток (показывает 0.7А). Мои же измерения прыгают от 1 до 2 ампер. В общем смотрю что не так. Снял осциллограммы питания трехфазного.



Желтый - фаза A, зеленый - фаза B, синий - фаза C.
Еще на показометрах моих я видел, что потребление по фазе B ниже остальных. Смотрим осциллограмму - действительно, за период (между маркерами на осциллограмме) три желтых, три синих и только два зеленых скачка (извиняюсь за простой речевой оборот). Как так? Это нормально?
Подключил мультиметр - по фазам A и C потребление в 2 раза ровно больше, чем по фазе B. И не скачут показания (почти).

Собственно, вопрос. Что я меряю? Я меряю RMS? TrueRMS?
Что меряет мультиметр (не дешман китайский, Fluke 17B+), раз наши с ним показания вообще не близки?
Датчик мой со средней точкой 2.5В, поэтому я код АЦП, соответствующих 2.5В, отнимаю от отсчета АЦП и уже эту величину (положительную или отрицательную) преобразую в представление реальной величины тока.
Возможно придется увеличивать частоту дискретизации, поскольку, как видно из осциллограммы, потребление по фазе ни разу не рассредоточено по всему периоду. Оно скачет внутри периода. Что я тут намеряю тогда своим алгоритмом? Что нужно для того, чтобы устройство показывало то, что показывает мультиметр? Тут прозвучала мысль, что мультиметр в режиме AC измеряет ток, как будто он синусоидальный. А как тогда быть, если я понятия не имею, какой формы ток течет в цепи? Мне кажется (возможно, лишь кажется), что я сейчас измеряю правильно - считаю RMS по всему периоду. Форма не важна, я так понимаю, при измерении RMS тока.
P.S. Существенного времени на глубокую теорию у меня, к сожалению, нет. А вот на поверхностную есть - только вот Интернет дает такую инфу, как будто уже для спецов написанную

Какие-то странные у вас три фазы синяя и зеленая одно и то же, а желтая им в противофазе. Вы считаете среднее за период, а мультиметр среднее за много периодов.

Ну раз это графики токов, то скорее всего это втекающие и вытекающие токи на фазах.
Кстати нулевой провод также идет с генератора на нагрузку, но я его напрямую с разъема на разъем сделал без всяких датчиков тока. Относительно него только фазное напряжение меряю. Ток через нейтраль не меряется.
P.S. Самое ужасное, то что я даже не знаю, как включена нагрузка в источнике питания - звездой или треугольником. С генератора идет нейтраль, да вот только используется ли она в источнике питания той коробки, которую нужно коммутировать - узнать вряд ли получится. Для включения нагрузки я просто коммутирую три фазы одновременно твердотельным реле.


Я считаю RMS за период получается. Да для многих периодов я тоже считал - показания меньше прыгать стали, но само значение насчитанное - не такое же как на мультиметре. Датчики тока откалиброваны и оцифровка идет правильно. Но что оно там считает по этому графику токов и какие цифры я получаю - загадка.

15 - 20 отсчётов за период, да при такой форме тока, это слишком мало для оценки RMS.

Сейчас да, частота дискретизации 6кГц, получается на 1 период 400Гц-ового сигнала приходится 15 выборок.
Сегодня копил 8 периодов, т.е. 120 выборок, и считал RMS по 120 выборкам - скачки заметно уменьшились, но они есть. Интересно покопить побольше, раз в 10 еще. Будут ли снова скакать или нет... Ведь по сути график периодичный, а значит за большой период накопления и усреднения должен выйти стабильный расчетный ток. Надо пробовать.

С этого места поподробнее.

Датчики ACS712. Каждый датчик индивидуально обмерялся - осциллографом смотрел уровень смещения выходного напряжения, соответствующее 0А. Затем смотрел на показания АЦП этого уровня. Некоторое усредненное значение сохранял как подстроечный параметр в EEPROM.
На токе в 500мА оценивалась чувствительность датчика - она действительно в районе 66мВ/А (с пересчетом через делители напряжения в цепях АЦП). Собственно, линейность только не оценивал, но доверился даташиту. Итого при включении питания я знаю уровень смещения и реальную чувствительность датчика (она в EEPROM для каждого датчика пишется). Под этим я и имел ввиду "датчик откалиброван".

Нет, так толку не будет. Собственно на сам импульс тока у Вас приходится пару выборок. В случайном, в принципе, порядке. Накопление измерений за много периодов сети даст Вам более устойчивое значение, но по-прежнему далёкое от правды. Нужно достоверно оцифровать сами импульсы, а тут без увеличения частоты семплирования, имхо, не обойтись. Или менять принцип измерения. Например, интегрировать до оцифровки.

А почему на осциллограмме никакого нуля не видно?

Аппнот Texas instruments E-Meter 1-phase,
используется SD ADC 24 bit. Пусть это будет и не 24 бита, но должен быть SD. Частота выборок у них 4096 Hz.

В данном случае 24- и даже 16-битный SD никаким боком не нужен. Потому что встроенная в датчик Холла схема компенсации магнитного поля Земли сожрет несколько младших разрядов. Для точных измерений нужно использовать резистивный шунт или ТТ.

Сейчас частота 6кГц. Это 15 выборок на период. Мало. А какой величины достаточно будет? В пять раз больше? В десять? Я так понимаю что это еще и от требуемой точности зависеть будет.


Он смещен вверх и отмасштабирован - у датчика выход потенциальный с уровнем 2.5В на 0А тока.


Не скажу, что мне нужные прецизионные измерения - точности +-50мА будет достаточно.
АЦП у меня 12бит, SAR. Все дело упирается в оптимальную частоту дискретизации, и я бы не сказал, что там нет обозримого потолка вверх. Просто хотелось бы знать, какая частота действительно будет оптимальной.

Да без разницы в каких абстрактных величинах он на ней так прыгает.

Точность 50 мА можно получить при измерении постоянного тока умным датчиком Холла, типа TLI4970. Да и то после усреднения нескольких отсчетов. Так что урежьте аппетиты до 8 бит и делайте максимально большую частоту дискретизации.

За датчик спасибо, буду иметь в виду в следующих приборах
А что урезать аппетит? АЦП уже на плате, AD7495, подобрал значения допустимых токов для получения половины динамического диапазона АЦП.
Сделал частоту дискретизации 60кГц, то есть в 10 раз больше, чем была. Вечером пойду смотреть.

А что Вы хотите получить (измерить)? И зачем?

За датчик спасибо, буду иметь в виду в следующих приборах
А зачем урезать аппетит-то? АЦП уже на плате, AD7495, подобрал значения элементов во входном тракте АЦП для измерения допустимых токов в примерно половину динамического диапазона АЦП - ну, то есть 0А у меня, допустим, соответствует код АЦП 2000, пределу измерений в +5А соответствует 3000, -5А - код 1000, и вот колеблются коды между этими значениями. Остальные для программного обнаружения перегрузки. Хотя можно было и полный диапазон сделать, однако тогда я еще не знал, какие пределы токов будет нужно измерять - перепаивать резисторы обратно сейчас смысла не вижу - опять же, не за суперточностями погоня. Киньте в меня чем-нибудь, если я где-то не прав
Сделал частоту дискретизации 60кГц, то есть в 10 раз больше, чем была. Вечером пойду смотреть.

P.S. Напрягает меня еще другое: на осциллограмме, когда нет бросков потребления токов, видно, что на фазах есть какое-то смещение, то вверх, то вниз. Интересно, перекос это какой-то в сети или мои датчики - китай. Хотя Allegro, вроде нормально должны мерять. Причем, если присмотреться на графики - это не похоже на случайный шум.

P.S.2. Простите за дубляж сообщения, хотел нажать на "предварительный просмотр" а нажал "отправить". Гхм.


Для упрощения - это коммутатор нагрузки. Я удаленно лишь по интерфейсу включаю и выключаю твердотельное трехфазное реле (для трехфазной сети) или однофазные реле, сделанные на симисторах с опторазвязкой. Собственно, хотел еще измерять напряжения и потребляемые токи. Напряжения меряю через китайские согласующие трансформаторы, меряется замечательно. Для измерения токов поставил ACS712 в разрыв каждому потребителю, в том числе в разрыв каждой фазы 3-фазной сети. Осуществляю этакий мониторинг питания. Ничего более.
Железо вкратце сделал так: датчик ACS712->резистивный делитель->ОУ 1:1 (драйвер АЦП)->НЧ-фильтр (простенькая RC-цепочка с Fср 4кГц)->SAR АЦП (AD7495)->микроконтроллер.

Из своего опыта применения датчиков ACS712 сделал один вывод, датчик очень чувствителен к внешним магнитным полям. При включении устройства под их воздействием происходит небольшое, но непредсказуемое начальное смещение выходного напряжения. К тому же температурной стабильностью не блещут. Пришлось совсем этим смириться...

И что же Вы хотите? Конкретно, зачем Вам пресловутое RMS для тока и напряжения отдельно?

Вот что меряет умный датчик Холла. 12 разрядов, говорите?
ПМСМ, Вам за метрологию надо засесть не раздумывая.

Так чем не устраивает трансформатор тока?

По большому счету, я хочу в дальнейшем расчитывать потребляемую активную и полную мощности.


Мда. Шумновато.
За метрологию я бы, конечно, сел. Только вот что не так? Я что-то конкретно сказал не так? Как простой механизм оцифровки ИМХО моя стрепня вполне годится. Признаюсь, опыта в построении измериловки, собственно, и нету. Брал примеры из Интернета, статьи оттуда же. Смотрел как оцифровывают, сделал также.
Трансформатор тока не устраивает тем, что плата сделана уже


Кстати про температурный дрейф я вообще в осадок выпал когда сам это увидел... И никакой термокомпенсации внутри не сделали, гадство.

Да хотя бы электробезопасность, которую ACS712 никоим образом не обеспечивает. Или Вы будете в резиновых перчатках играть?

Да кто же в открытом корпусе-то лазить будет? Который еще и под напряжением? Когда бабушкин радиоприемник чиним - первым делом что? Правильно, из розетки все выключаем.
Датчик на эффекте Холла все-таки как-никак обеспечивает изоляцию от провода с током воздушным зазором. Да, он не большой. Да, пробивное напряжение не шибко высокое, но все же. Другой вопрос - изолирована ли интерфейсная часть для пользователя? Да, изолирована.
Волков бояться - проводов не паять, ИМХО.

Вспомнилась картинка одна почему-то


Но если кроме шуток, чувствую, что я прям жестко напортачил где-то. Судя по реакции уважаемых коллег выше (без сарказма). Ну, например, датчики не термокомпенсационные. Но кто ж знал то. НЧ-фильтр на RC-цепочке? Не вижу проблемы, не спектр снимаю как-никак.
Мне эта тема интересна и я на практическом опыте набиваю шишки.

Какие тут могут быть шутки? Это "уставы, написанные кровью". Люди сначала штудируют МЭК 60950, а уж потом выбирают подходящий датчик и проводочки в него втыкают.

Из таблички вижу, что датчик мне подходит. Разве нет? В розетке 220В действующего, на трехфазной 115В относительно нейтрали. По отношению к локальной земле устройства - да, вопрос. Но не видится глобального криминала в табличках (я их кстати на этапе выбора датчика тоже смотрел)

Нет. Меня уговаривать не надо - я не прокурор. 3 кВ действующего напряжения в течение минуты + зазоры безопасности и пути утечки.
Впрочем, плата же уже сделана.

Для вашей задачи, как уже было сказано, идеальным является трансформатор тока или шунт. ACS712 совершенно не годится для измерений малых токов, мы их применяем только как оценочные, что бы сказать — да, здесь ток около 8,5 А (и только на постоянном токе без особых пульсаций). При хорошей экранировке, эти датчики вполне годятся для наблюдения за формой тока, но опять же, на непродолжительном отрезке времени, т.к. все равно плывут.

Сделал оцифровку в 60кГц, все скачки пропали навсегда. Температурную зависимость тоже смогу компенсировать, на каждом симисторном переключателе (на радиаторе) установлен датчик температуры. Хоть это не температура самого датчика тока, но они достаточно близко находятся и видится прямая зависимость между температурой ключа и уплывом "нуля" в датчике. Можно будет подкорректировать.
Спасибо всем содействующим