PDF《两种测量电压有效值方法的比较》

两种测量电压有效值方法的比较 王尧君 1袁2 袁刘冲1袁蒋慧1(1.

南华大学电气工程学院, 湖南 衡阳 421001;

2. 中国测试技术研究院, 四川 成都 610021) 摘 要院为准确测量不同频率的交变电压有效值, 介绍两种常用的测量方法―― ―热等效法和公式计算法, 并分析各自 的特点.分别利用这两种方法搭建测量电路, 对不同频率正弦波有效值进行测量.对测量数据进行分析, 客观比较两 测量电路的精度和频率响应. 分析结果表明: 热等效法适合测量高频信号的电压有效值, 而公式计算法适合测量低频 信号的有效值, 该结论为不同场合测量有效值的各种应用做出参考. 关键词院电压有效值;

热等效法;

公式计算法;

电压测量 中图分类号院TM131.3曰TM933.2曰TM930.114曰TN431.1 文献标志码院A 文章编号院1674-5124渊2013冤03-0027-04 Comparison of two RMS-DC measurement methods WANG Yao-jun1,

2 ,LIU Chong1 ,JIANG Hui1 (1. School of Electric Engineering, University of South China, Hengyang 421001, China;

2. National Institute of Measurement and Testing Technology, Chengdu 610021, China) Abstract: In order to accurately measure the alternating voltage RMS (root mean square) value of different frequencies, two commonly used measurement methods (thermal equivalent and formula method) were introduced and their characteristics were analyzed, respectively. Each measuring circuit of these two methods was built to measure the sine waves of different frequencies. According to the analysis of the measurement data,accuracy and frequency response were compared objectively between the two measuring circuits. The results show that thermal equivalent is suitable for measuring RMS voltage of the high-frequency signal and the formula method is suitable for the low-frequency signal. It can be reference for the various applications of RMS measurements in different cases. Key words: RMS voltage;

thermal equivalent;

formula method;

voltage measurement 收稿日期院2012-11-12曰收到修改稿日期院2013-01-06 作者简介: 王尧君 (1987-) , 男, 河南平顶山市人, 硕士研究 生, 专业方向为检测技术与自动化装置.

0 引言交流信号很多电参量如波峰因数、功率等的测 量都与其有效值有关.因此准确地测量交流信号的 有效值, 对于计算被测信号功率的大小以及分析交 流信号各种参数等都具有重要的意义. 计算交流信号的有效值主要有数字采样法和 定义法两种.数字采样法分为同步算法[1] 和准同步 算法[2] , 这两种算法只适合测量离散频谱信号.如果 被测信号的频谱是连续的,即被测信号为非周期的 交流信号, 则会引起较大的测量误差. 而在测量高频 信号时, 为了保证数字采样法的测量精度, 必须提 高电路采样率和计算速度, 造成成本的提高. 定义法 分为热等效法和公式计算法.由于数字采样法和定 义法是直接根据有效值定义来计算交流电压有效 值, 所以可以测量任意波形的交流信号, 故称之为真 有效值测量法. 近年来, 利用热等效法和公式计算法设计的测 量芯片, 在体积、 功耗及测量精度上有了很大的改进. 但是被测信号的频率和波峰因数对测量的精度影响 很大, 为了准确测量电压有效值, 对于不同的应用场 合选择合适的测量方法尤为重要. 为此, 分析了热等 效法和公式计算法的原理, 并比较了两种方法测量 不同交流信号的误差. 中国测试 CHINA MEASUREMENT &