Здравствуйте!
Возник метрологический вопрос по правильному употреблению терминов.
Применительно к мощности сигналов средняя мощность и среднеквадратичная мощность - это одно и тоже или же есть разница?
Зарубежные производители тоже неоднозначны. Применительно к СВЧ ваттметрам кто-то пишет True Average (Keysight echnologies, Boonton), а кто-то True RMS (Anritsu, Mini-circuits).
В нескольких источниках находил: Paver=Irms*Urms.
Если у кого есть соответствующий ГОСТ, буду благодарен.

А гугл уже не работает?
Делаем Запрос 1 находим статью в википедии, там находим номера ГОСТов, далее запрашиваем у гугла по номерам.

Гугл работает.
В рекомендуемой вами статье ссылки на ГОСТЫ:
ГОСТ 16465-70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения
ГОСТ 23875-88 Качество электрической энергии. Термины и определения
ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

Ни в одном из приведённых термин среднеквадратичное значение мощности не встречается.
В последнем употребляется термин "среднеквадратичное значение (скз) напряжения"
В различных статьях, в том числе, на которые ссылаются в статьях википедии, используются термины эффективного значения применительно к току и напряжению. Эти значения поясняются именно как среднеквадратичные значения - которые обеспечивают на активную нагрузку такое же значение, как при постоянном токе.
При этом среднеквадратичная мощность не употребляется.

По смыслу работ и на русском и на английском пока наиболее полезное : Pср=Iскз*Uскз.
На основе этого полагаю, что термин среднеквадратичная мощность употреблять не следует.

Буду рад аргументированным замечаниям и возражениям.

Какие Вы используете значения напряжения и тока для вычисления мощности, такой она и будет: мгновенной, средней, среднеквадратичной и т.д.
О смысле каждой из них - это отдельный вопрос.

Не могу согласиться.
В работах Ken, W. The RMS – The Only True Mesurement, Fluke Ltd. / W. Ken. – 2001;
True RMS vs AC Average Rectified Multimeter Readings when a Phase Cutting Speed Control is used, ESCO Technical Paper
Популярно и доходчиво расписано о важности применения TRUE RMS (истинных среднеквадратичных) значений токов и напряжений.
Однако в подавляющем большинстве книг и статей упоминают об измерении средней, импульсной, пиковой мощности.
На странице http://tel-spb.ru/rms.html приведено соотношение P = UI = Pavg = UrmsIrms. Т.е. средняя получается путём умножения среднеквадратичного напряжения и тока.
Да и мировые производители СВЧ измерителей мощности (Keysight Technologies, Boonton, Rohde&Scwarz) в документации пишут в основном про среднюю мощность. При импульсных измерениях про пиковую, импульсную.

Я вообще таких терминов (в нормальных русских местах) не встречал. По-моему, это кривоперевод на русский. Среднеквадратическое значение сигнала (напряжения или тока) понятно - пропорционально его квадрату выделяется тепловая мощность в активном сопротивлении. Определяется как корень из среднего интеграла от квадрата сигнала за период. А что с мощностью? Это даже не периодическая функция...

Да мне все равно, с чем Вы соглашаетесь или нет.
Для разных областей применения придумано много понятий о мощности и связано это иногда вовсе не с технической целесообразностью введения такого понятия.
Главным, является метод измерения/вычисления мощности. Как она измеряется/вычисляется - такой и будет являться по физической сути.



Вы это серьезно? Я Вам больше того скажу, что даже функция f(x) = const, является периодической
Вот f(x) = x^2 - таки да, апериодична, но мы-то о другом?

Вы для начала книжки почитайте, какие бывают сенсоры измерения мощности.
У Agilent и Anritsu есть головки True RMS - там стоят детекторы истинных квадратичных значений.
В старых головках и у других производителей - наверняка обычные диодные детекторы, у которых ограниченная зона квадратичности, поэтому они могут измерять только среднее значение мощности одночастотных сигналов.
Если головка с тепловым преобразователем - должно быть и так понятно.

Вы это серьезно?

Вот еще один пример разночтений по поводу аббревиатуры RMS.
1. С одной стороны, RMS - это среднеквадратичное значение ( эффективное ) и расшифровывается как Root mean square. Это относится и к мощности, что есть тоже сигнал.
2. С другой стороны, RMS - Rated Maximum Sinusoidal в сфере звуко-усиления. Это мощность, при которой усилитель или динамик может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения.



Вполне.

Функция называется периодической, если существует такое число T > 0 (период), что на всей области определения функции выполняется равенство f(x)=f(x+T) и даже f(x)=f(x+nT).
Функция, равная константе f(x) = сonst, является периодической, и любое ненулевое число является её периодом. Основного периода функция не имеет.

По поводу взаимоотношений среднего и среднеквадратичного, они подчиняются неравенсту о средних.
Среди средних с нарицательными именами мы знаем: арифметическое, геометрическое, гармоническое, квадратичное.
Если сравнивать арифм. и квадратич., то:
average <= rms

Если существует наименьшее положительное число. Но, возможно, что определения бывают разные. Вот даже для предела бывают.<br />Ошиблась... Вот для функции Дирихле любое рациональное число является периодом. Но это очень похоже на константу...

Вам же сказали - есть измерители СВЧ мощности с детекторами истинного среднеквадратичного значения -
они могут измерять мощность широкополосных и многочастотных сигналов, а также шума,
и есть обычные диодные детекторы - они измеряют напряжение, близкое к пиковому значению входного сигнала. Они могут измерять только среднее значение мощности (если их откалибровать соответствующим образом) и только одночастотных сигналов.
И математика тут никаким боком.

Тему начал именно после того как почитал.
С разницей подходов терминологии Anritsu и Agilent (Keysight) также очень интересный вопрос. Видимо, напрямую связан с поднятым в теме.
Привожу кратко из того, что нашёл:
На сайте Anritsu для многих измерителей, например MA24126A указано "True RMS measurements"
http://www.anritsu.com/en-US/Products-Solu...s/MA24126A.aspx
Внушает уверенности ещё и "NIST Traceable calibrations".

А с Agilent (Keysight) дело обстоит иначе. Я не нашёл у них TRUE RMS измерителей мощности.
Для своих сенсоров они применяют "True Average". В СВЧ сенсорах мощности они применяют диодные детекторы с расширенным квадратичным участком детектирования.
Их немаловажный патент Patent US 6242901 B1 (Jun. 5 2001) "True average wide dynamic range microwave power sensor using diode stack attenuator-diode stack"
Весьма интересный патент. И два каскада и по несколько диодов.
Обращаю внимание, они пишут именно True average. Сенсоры мощности, например U2000, тоже, согласно описанию True Average.

Интересный момент: Anritsu также применяют расширение квадратичного участка детектирования. Описание в патенте Patent US 6291984 B1 (Sep. 18, 2001). "Dual mode diode power sensor with square law and linear operating regions" или в Patent US 6548999 B2; Apr. 15, 2003. RMS power sensor with 84 dB dynamic range
Три каскада с диодными детекторами в каждом. Суть - ослабить сигнал на детектор, чтобы тот находился в квадратичном участке.
Однако в названиях патентов и описаниях приборов используется "True RMS".
Т.е. налицо разные применяемые термины. True RMS, True Average.

Agilent (Keysight) применяет True RMS к своим мультиметрам, т.е. применительно к току и напряжению:
http://www.keysight.com/main/editorial.jsp...0&id=458364

Если я что-то не дочитал и у Agilnet имеются True RMS Power sensor, прошу поправить. Однако мы используем их СВЧ ваттметры 3х типов - все Average. Показания тепловых сенсоров и диодных идентичны (в рамках допустимых погрешностей, конечно же).

Agilent умеет измерять среднее значение мощности широкополосных и модулированных сигналов, в том числе с импульсной модуляцией - True Average.
Т.е. есть дополнительная обработка выходного сигнала сенсора в приборе.
При этом измерительный преобразователь в головке - True RMS.

RMS или действующее значение (это синонимы по сути) имеет смысл только для не постоянного напряжения и тока! определяется эта величина, как значение постоянного тока или напряжения, выделяющего на той же нагрузке ТУ ЖЕ САМУЮ АКТИВНУЮ МОЩНОСТЬ.
вдумайтесь, как вы определите RMS-мощность?!
попытки определения Prms=Irms*Urms являются, как мне кажется, следствием того, что во всех областях техники сейчас засилье малограмотных манагеров, выдающих себя за крутых специалистов, которые с легкостью вводят понятные им новые понятия и характеристики. На самом деле эта величина имеет иное название. Откройте любую книгу по электротехнике, особенно хороши книги 30-40х годов, т.к. написаны действительно умными людьми, а не 30-летними докторами наук, и прочтите определения основных электрических параметров переменного тока. На эти параметры частота (СВЧ или УВЧ или иная) никак не оказывает влияния.

Во-первых, мне никто и ничего не говорил, а, если Вы о своем, то это Вы говорили топик-стартеру.
Во-вторых, почитайте, для начала, электротехнику и усвойте базовые понятия.
В третьих, да, можно говорить о методах измерения и детекторах. Это уже практические вопросы и определяются они конкретной методикой и конкретными сенсорами.

Только вот без электротехники и математики в ней никак не обойтись.

Спасибо!
Именно почитав A. Fantom, G.H. Bryant, а также отечественные книги (под ред.Ремеза, 1949 г.),
предположил ранее, что термин среднеквадратичная мощность употреблять не следует.
Следует, как и в российских и в зарубежных хороших изданиях, использовать термины средняя, импульсная, пиковая мощности.

При этом не будет несоответствий ГОСТам. Я занял эту позицию.
При этом надписи Anritsu True RMS measurements воспринимаю как рекламный ход. Думаю в конечном счёте, они калибруют свои приборы, опираясь на те же гос.эталоны, что и Agilent

RMS правильно вычисляется или измеряется измерителем (с открытым входом) действующего значения для любого вида тока, поэтому говорить, что смысла в нем нет - тоже лишено смысла.

Насчет Prms = Urms * Irms

Предположим имеем два измерителя rms значений: токовый и напряжения. Физическую суть метода измерения не оговариваем.
Имеем цепь: генератор синусоиды и омическая нагрузка.
Результатом измерений являются два константных числа (для стационарного процесса): действующие значения тока и напряжения.
Что будет в результате умножения этих чисел? Величина мощности в цепи. Причем ее тепловое значение на омической нагрузке и есть эквивалентная по тепловому действию
мощность постоянного тока. Так, что Prms - это и есть действующее значение мощности переменного тока. Поскольку обычно и так оперируют действующими значениями тока и напряжения (если специально не оговорено иное), то для мощности часто опускают дополнение "действующее" или "среднекваратичное".

Повторюсь еще раз - вид мощности определяется видом измерения тока и напряжения, методикой или датчиком, который непосредственно выполняет преобразование тока и напряжения в сигнал, эквивалентный измеряемой мощности.
С другой стороны, метод измерения может быть одним, а результат другим. Так, например, для измерения действующего значения напряжения могли использоваться приборы, измеряющие средне-выпрямленное значения, а шкала градуировалась в действующих значениях. Разумеется, это справедливо только для одной формы сигнала, в качестве которой традиционно выступала синусоида.

несомненно, вычислить можно. только RMS реально имеет смысл для сигналов, среднеее значение которых равно нулю, например, синусоидльный переменный ток. для пульсирующих однополярных вполне можно обходиться средним. RMS - это замена среднего значения в этих случаях

Вопрос был очень конкретный - про измерители мощности СВЧ, а вовсе не абстрактный вопрос по ТОЭ.
Поэтому ваши ответы совсем не в тему.
Если что - я разработчик измерителя мощности М3М-18.

Вопрос был конкретный и по метрологии:

>Возник метрологический вопрос по правильному употреблению терминов.
>Применительно к мощности сигналов средняя мощность и среднеквадратичная мощность - это одно и тоже или же есть разница?

Вот так встреча...
М3М-18 живёт!
Я не просто так вопросы задаю, я следующими занимаюсь

Нет, RMS имеет смысл для любых сигналов, в т.ч. и для содержащих постоянную и переменную составляющие, да хоть шум.
Задача такого измерения - найти эквивалентное по тепловому действию значение постоянного тока.

P.S.
А насчет True или False RMS - это относится к методу измерения.
Если измеряется непосредственно действующее значение, то это True RMS.
Если измеряется, к примеру, средневыпрямленное, а затем переводится в действующее, то это справедливо для оговоренной формы сигнала и поэтому это уже не True RMS.

Для начала хотя бы старый М3М научились калибровать в температуре и софт для измерения параметров модулированных сигналов сделали.
Заложено-то в него было много больше чем сейчас используется.
Честно говоря, в мире и сейчас еще ничего более функционального не сделали.

Тему остановили совсем давно. После этого уже много что поменялось, "много кто поменялся".
И софт прежний никак не модернизировался, хотя следовало бы.
Новые изделия будут на основе GaAs МИС. Как раз с квадратичным участком до +20 дБм. Ещё довольно скоро будет измеритель до 6 ГГц. Там то и термокоррекция работает и софт импульсы отрисовывает, правда видеополоса маленькая - около 1 МГц.
На новых ожидаемая видео полоса 20-30 МГц. Кто бы засел математику просчитать для шустрой обработки.
А М3М-18 с прежними характеристиками пересертифицировали Хотя калибровку доработали - сейчас реально 4-5% погрешность.

Длинная квадратичная характеристика - это конечно очень хорошо, особенно если преобразователь быстрый.
Но по чувствительности такой детектор сильно проигрывает простому диодному.
Как-нибудь думаете совместить в одном кристалле?

Всё уже в одном кристалле.
http://www.micran.ru/sites/micran_ru/data/...ER_DETECTOR.pdf
Реально диапазон побольше указанного. В публикациях не самые полные и не самые последние результаты.

Порадовали с детекторами, не знал. Хотя в Микране по прежнему работаю
А с УПТ сигнала детектора кто борется?

Я в смятении. Был уверен, что вас зовут Иван. Бывший гл. конструктор Костя уже давно работает в другом коллективе. Видимо, я многого не знаю об М3М-18.

Интереснее как раз случай с неомической нагрузкой. Измеренные по отдельности действующие значения тока и напряжения дадут ли при произведении действующую мощность?

Иван программировал.
Костя вообще отношения к прибору не имел.
Может, Андронов ему только деньги платил как гл.конструктору.

не существует понятия "действующая мощность", кроме как в воспаленном воображении креативных деятелей от науки! Мощность бывает активная, реактивная, полная и кажущаяся. рекомендации по тому, откуда взять расшифровку терминов, я давал. что там вики пишет по этому поводу не читал и не намерен - в лучшем случае там будет без ошибок переписанные определения из настоящих книг, в худшем - переписанное с ошибками и "креативными" додумываниями.

Вспомнил - Костю зря обидел. Он действительно делал первый вариант М3.
Я делал второй вариант - М3М.

Опять Вы о чем-то своем.
Определений разной мощности много и зависит это не от наличия или отсутствия в книжках 30-х годов этих определений, а от технических потребностей наиболее точно оговорить условия генерации/перераспределения/поглощения энергии.
То, что Вы привели выше - это классическое определение/разделение мощности при комплексной нагрузке от ТОЭ.

Так вот полная мощность (она же - кажущаяся), это и есть действующая мощность, как произведение действующих значений тока и напряжения, причем вне зависимости от характера нагрузки.
Добавлю, что независимо и от формы тока, вплоть до постоянного.
Активная мощность - это средняя за период мгновенная мощность, а при синусоидальном токе - произведение действующих значений тока и напряжения на косинус фи.
При гармоническом составе - сумма средних мощностей по каждой гармонике.
Для омической цепи, как нетрудно догадаться, полная и активная мощность равны.

Впрочем, совершенно не собираюсь тут перечитывать кому-либо основы теории цепей.
Тему для себя закрыл.

Ну, математики и не то придумают!





А какой же тогда физический смысл имеет другая мощность? Например, мгновенная? Т. е. не пропорционально ей выделяется тепло в данный момент времени? Мощность в принципе энергетическая характеристика. Поэтому само определение "среднеквадратическое значение", применяемое к напряжению и току, как к значениям пропорционально квадратам которых выделяется тепловая энергия, по отношению к мощности я по-прежнему НЕ понимаю!!!

Я вот что тут думаю.

Что такое "среднеквадратическое напряжение", "среднеквадратический ток" - думаю, разъяснять уже никому не нужно. А вот мощность - она уже сама по себе квадратическая и есть! Вспомните: для активной нагрузки, P=U²/R=I²*R . Необходимость возводить в квадрат токи и напряжения возникает именно вследствие применения их для вычисления мощности! Поскольку напрямую измерить мощность часто трудно, а иногда и невозможно, измеряют ток или напряжение, а по ним уже судят о мощности.

Наиболее правильно было бы ток или напряжение всегда измерять осциллографом - и средние значения вычислять прямым интегрированием. Но в реальной жизни мы не можем себе позволить такой роскоши, и в подавляющем числе случаев используем "усредняющие" приборы - вольтметры, амперметры. И здесь в полный рост встаёт вопрос - а что же именно "усреднять"? Вот тут и начинается веселуха. Простейшие методы, типа выпрямления-фильтрации, дают одно, "амплитудные" детекторы - другое... На самом деле, каждый из этих видов значений тоже где-то важен - для расчёта прочности изоляции, и т.д. А вот тот тип усреднения, который необходим для вычисления мощности (собственно, усреднение квадрата мгновенной величины), оказывается одним из самых сложно реализуемых на практике. Поэтому фирмы особо подчёркивают в своих изделиях способность производить именно "RMS"-усреднение токов или напряжений. Если же прибор измеряет на самом деле именно мощность - то необходимости в приставке "*-RMS" нет, поскольку, как я уже написал, мощность сама по себе является квадратичной по отношению к току или напряжению.

Вот отсюда, я думаю, происходит некоторая путаница в терминах.

Самый первый М3М(в 2003г.) сделал студент(по моему Паша) на МЕГЕ128 или 16(не помню) с прямым измерением напряжения с диода, сигма-дельта АЦП с выборкой 16 герц. Он его не мог запустить. Андронов громко ругался. Железка много жрала(даже в слипе, аккумулятор сдыхал за день), аккумулятор не заряжался и половина проги не функционировала.
Меня попросили разобраться: скальпелем и паяльником оптимизировав цепи питания достиг нормального потребления. В софте, как оказалось, стэк налезал на данные, от этого и валилось всё.
Студент защитил диплом и исчез.
Я перерисовал плату с учётом всех приколов с питанием. И начал переписывать прогу с учётом рекомендаций от Кости в плане реализации системы МЕНЮ.
Затем появился некто Слава. Дяденька умный, но абсолютно не управляемый. От него поступила идея воткнуть "чоппер на 50 Герц" для борьбы с наводками, а так же запилить в плате воздушные термобарьеры(не те, про которые трассировщики подумали) и применение золотых цанг для устранения тепловых шумов на переходе олово/медь.
С этими рекомендациями я разработал КД и плату на базе MSP430, АЦП 5килогерц, расширенным динамическим диапазоном, переключаемым усилком и с новым софтом. Параллельно, Олег бился над конструкцией диодной башки. Мне дали в нагрузку новичка в помощь по софту. Мне очень понравилась его идея реализации редактора бортового Времени и Даты. Тогда же, потребовали по быстрому, перед выставкой, написать какую-нить софтину для работы с ПК. Ну, я по быстрому и написал. Точнее, добавил к своей тестилке вывод графиков и логирование.
За последний месяц работы я сдал в производство КД на 5 плат для Векторного Анализатора. Параллельно работал в нескольких НИОКРах программистом. При этом зарплата оставалась по 3й категории.
И я сказал: "ну вас на хер" и уехал.