
數字萬用表測得的交流數據通常是有效值(RMS)。RMS(均方根)是定義交流電壓或電流的一種普遍數學方法,它表示在電阻上產生相同熱效應的等效直流值。對于正弦波,RMS值等于峰值的0.707倍。

1. 真有效值的含義
萬用表的“真有效值"是指儀表通過計算(平方-平均-開方)得出的準確有效值,能真實反映任意波形(不僅是正弦波)的發熱功率。這與僅通過峰值或平均值換算的“假有效值"測量不同。
2. 交流耦合與直流偏移
Keysight Truevolt系列等數字萬用表在測量交流電壓或電流時,通常采用交流耦合模式。這意味著儀表會阻斷輸入信號中的直流分量,僅測量交流分量的“傳熱值"。
應用場景:這對于測量疊加在大直流偏移上的小交流信號(如電源紋波)非常有用,因為它能隔離出交流成分。
注意事項:如果需要計算包含直流成分的總有效值(交流+直流),需要分別測量直流值和交流值,然后通過公式計算得出。
3. 帶寬限制與高頻誤差
雖然真有效值儀表能處理非正弦波,但其測量精度受帶寬限制。
帶寬指標:例如,Keysight數字萬用表的交流電壓帶寬通常為300 kHz,交流電流帶寬為10 kHz。
高頻影響:如果輸入信號包含超過儀表帶寬的高頻成分(如窄脈沖),這些成分會被濾除,導致測量誤差。脈沖越窄(高頻分量越多),誤差越大。
波形因數:波形因數(峰值/RMS值)也會影響精度。一般數字萬用表在波形因數過高(>3)時誤差會增加。雖然Truevolt系列對波形因數不敏感,但主要限制仍在于信號的高頻分量是否超出儀表帶寬。
4. 總結
數字萬用表測量的通常是真有效值,但需注意:
耦合方式:標準AC測量通常阻斷直流,僅測交流分量。
帶寬限制:高頻信號成分若超出儀表帶寬(如300kHz以上),會導致測量值偏低。
波形復雜性:對于包含大量高頻能量的復雜波形(如窄脈沖),測量誤差會隨帶外能量的增加而增加。
估計高頻(帶外)誤差
描述信號波形的一個常見方法是參考它的波形因數。
波形因數反映什么?
波形因數是峰值與波形有效值的比(Kp=Up/U)。波峰因數越大波形越尖銳。 波峰因素會影響交流測量的精度。一般數字萬用表都提供一張波峰因素影響表,說明較高波峰因素帶來的誤差。通常波峰因素高于3時,就會引入顯著的誤差。
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