Miernik wartości skutecznej (True RMS). Oczywiście na żarówce ...
HTML-код
- Опубликовано: 9 фев 2025
- Jak już się opanowało żarówkę jako element elektroniczny, to głupio byłoby nie spróbować: żarówka jako podstawowy element miernika wartości skutecznej. I wyszło!
Jednak nie wyszłoby, gdyby nie cierpliwość, zaangażowanie i mocny łeb mojego ówczesnego dyplomanta, a obecnie kolegi - Wojtka.
W filmie opowiadam o ogólnej koncepcji oraz z grubsza opisuję strukturę miernika, bo tylko tyle w filmie można zmieścić. Dokładne omówienie można znaleźć w:
Praca dyplomowa magisterska:
Wojciech Zawada "Szerokopasmowy miernik napięcia skutecznego", Politechnika Warszawska 2011
Aleksander Burd
Dosłownie wszedłem na YT i od razu powiadomienie, więc szpital, kawa i oglądamy. Pozdrawiam Stary Elektronik
Pozdrawiam Cię Stary Elektroniku :)
I ja również.
Wyliż się szybko, a jak nie to prądem go, prądem!
@46:10 To jest tzw. Look Up Table (LUT), czyli tablicowanie wyników. Jak obliczenia funkcji są zbyt czasochłonne albo wzór na funkcję nieznany to wcześniej obliczone/pomierzone wartości dla niewielkiej ilości wybranych argumentów można zapisać w takiej tablicy a pozostałe interpolować np. liniowo.
Ma to też zaletę przy kalibracji. Zakodowanie wzoru w kod programu ogranicza układ tylko do elementów o określonej charakterystyce. Dzięki tablicowaniu wystarczy wgrać nowe przeliczone dane i tyle.
W matematyce funkcja to jest mapowanie wartości z jednego zbioru w drugi. Ideologicznie LUT, wzór funkcji czy wykres funkcji to jest w zasadzie to samo.
10:15 - Wydaje mi się, że taki prostokąt o współczynniku wypełnienia 50% (czyli 10V przez połowę okresu i 0 przez drugą połowę) będzie miał większą wartość skuteczną niż 5V, a 5V to jest średnia wartość napięcia w takim przypadku. Rozważany przebieg składa się ze składowej stałej +5V oraz ze skłądowej zmiennej +5V przez połowę okresu i -5V przez drugą połowę okresu. Dla składowej zmiennej wartość skuteczna faktycznie wynosi 5V, ale mamy przecież jeszcze składową stałą. Policzyłm na szybko i wychodzi około 7V. Lepsze mierniki TrueRMS pokazują oprócz wartości skutecznej dla składowej zmiennej także wartość skuteczną dla sumy składowych.
Tradycyjnie 👍
Wiele pożytecznych informacji, jednocześnie inspiracja do własnych projektów.
Przy okazji: jak widać dla sinusa 50Hz nie potrzeba żadnych kosztownych wynalazków ala True RMS.
Oczywiście, 50Hz to częstotliwość z obsługą specjalną :)
Tak się zastanawiam... co jeszcze zrobiłby Pan ze zwykłej żarówki? Podejrzewam, że oświetlenie w pokoju raczej nie wchodzi w grę 😉Dziękuję Panu za ten kanał i wiedzę, którą się Pan dzieli.
Oświetlenie z takiej żaróweczki nie nadaje się do niczego !
Stąd próby znalezienia jakiegoś innego sensownego zastosowania :))
Ciekawe rozwiązanie. A czy ten układ na pewno dobrze działa? Przykładowo załóżmy że mam "dodatni" prostokąt z wypełnieniem 10% a potem ujemny, też 10%. Spolaryzowana stale żarówka
nie jest symetryczna, tzn ten sam ubytek napięcia w strone minusa da większą zmianę rezystancji niż w odwrotną stronę, w stronę plusa. Czyli ten sam przebieg, podłączony odwrotnie
do gniazdka da różne wyniki.
Wynik wyjdzie taki sam, dla układu pomiarowego i tak ważna jest tylko jedna połówka sygnału 😊 dodatnia w tym przypadku.
a i dla odmiany daj mu sinus przez chwilkę
ciekawe, jaka jest definicja chwilowej wartości skutecznej
Prawdę mówiąc "na pierwszy rzut oka" też mi się wydawało, że polaryzacja wstępna zaburzy pomiar, bo połówki dodatnie sygnału będą się dodawać do napięcia wstępnego na żarówce, a połówki ujemne - odejmować. Jednak po podstawieniu do wzoru i przekształceniach wychodzi (dla sygnału prostokatnego), że moc na żarówce będzie wynosiła
P=(Uo^2 + (Upp^2)(k - k^2))/R, inaczej: P=(Uo^2 + (Upp^2)k(1-k))/R, gdzie:
Uo - napięcie na żarówce od prądu polaryzacji wstępnej
Upp - wartość peak to peak sygnału mierzonego
k - wsp. wypełnienia
R - oporność żarówki
Można zauważyć, że:
- moc od polaryzacji wstępnej po prostu dodaje się do mocy sygnału mierzonego
- odwrócenie sygnału mierzonego nie wpływa na pomiar, bo moc przy wsp, wypełnienia np. 0.1 i 0.9 będzie taka sama
(bo 0.1 - 0.1^2 = 0.9 - 0.9^2), tę symetrie zresztą widać jasno z drugiej postaci wzoru na moc, tej z k(1-k).
Zdaje się, że podświadomie myliliśmy wartość średnią ze średnią z kwadratu, a to nie to samo, bo kwadrat "zyskuje" więcej w górnej połówce okresu, niż "traci" w dolnej, zaś żarówka oczywiście w obu połówkach zachowa tę samą rezystancję ze wzgledu na bezwładnoąć cieplną
Pewien niepokój natomiast budzi "impuls pomiarowy", ale rozumiem, że jest on na tyle krótki, żeby nie wpłynąć na temperaturę żarówki.
Pomiar RMS oscyloskopem. Tak dla ciekawości. Skopometr Hantek 2C42 z dodaną po aktualizacji oprogramowania funkcją pomiaru RMS. Sinus 1kHZ 3Vpp Vrms = 1,04V. Prostokąt 50% Vrms = 1,49V, prostokąt 3% Vrms = 1,52V czyli bzdury, dla trójkąta Vrms = 840mV.
3% wypełnienia i 1.52V ... hm, może programistom tej firmy się wzorki pomyliły...
mikrofalowe promieniowanie tła (np. satelita Planck) mierzone było bolometrem, rozdzielczość lepsza niż 1/100 000
W miernikach analogowych napięcia przemiennego nigdzie nie widać pojemności do podtrzymywania wyprostowanej amplitudy. To jak to działa? Jako pewna wartość proporcjonalna do maksymalnej, jednocześnie skutecznej? Czy korzystamy z pewnych cech samego ustroju?
Ustrój działa trochę jak filtr dolnoprzepustowy ze względu na mechaniczną bezwładność, a skala jest po prostu dobrana tak, żeby wartość liczbowa byla taka jak trzeba (w zasadzie liniowo do wartości szczytowej poza początkiem skali ze względu na spadek napięcia na diodzie). Jak spróbujesz miernikiem analogowym zmierzyć napięcie przemienne z generatora powiedzmy 1 Hz to zobaczysz, jak wskazówka drga:) Z tego samego powodu zwykły miernik analogowy nadaje się czasami jako zgrubny miernik współczynnika wypełnienia PWM. Z ciekawości złapalem nawet pierwszy z brzegu miernik analogowy jaki miałem w rupieciach (radziecki C4317M) i spadek z częstotliwością nie jest nawet jakiś straszny - 320 mV "RMS" dla 10 Hz spada o kilka miliwoltów dla 10 kHz, dla 100 kHz jest 300 mV "RMS", a dla 1 MHz 260 mV "RMS", spodziewałem się, że ustrój nie wyrobi dużo szybciej (ok, albo ustrój, albo dioda zaczęła puszczać wstecznie, tam raczej nie ma wyszukanej diody sygnałowej).
Dzięki, wartościowy wpis.
Witaj, no przyznać muszę, że robota naprawę pierwsza klasa 👍 szczególnie pomysł z wykorzystaniem pary różnicowej do podwójnego zastosowania.
A co do próbkowania, to oczywiście można oscyloskopem zrobić próbki np 1s i czasami to wykorzystuje do pomiaru szumu, który jest przecież losowy, więc wydaję mi się, że do takiego zastosowania nie ma sensu robić większej próbki 😊 i pytanie do którego zmierzam... Jaki jest czas potrzeby do pobrania wiarygodnego napięcia z rezystora? Tzn tak realnie licząc z czasem aż żarówka ostygnie. Innymi słowy, jaki wyszedł czas odświeżania pomiaru.
Pozdrawiam 😊
W sumie źle określiłem pytanie bo dla małych sygnałów będzie on krótszy a dla większych czas studzenia będzie dłuższy, więc bardziej na miejscu było zapytać o minimalny i maksymalny czas odczytu wartości 😉
@@GitarzystaElektronik Wydaje się że w porównaniu z rozgrzanym termistorem (tu akurat włókno mikrożarówki) taki uC (przetwornik ADC) jest wielokrotnie szybszy - tak że 3 rzędy wielkości. Także czas jest pomijalny. Nawet gdyby interwał pomiarów zmniejszyć do milisekund to wynik i tak wyjdzie poprawny tyle tylko że z pewnym opóźnieniem.
@@GitarzystaElektronik Zaś dużych wartości raczej nie wolno na włókno podawać bo szybko byśmy wyszli poza krzywą, na prostolinijny odcinek jej charakterystyki, i nie było by dokładnego pomiaru.
@@gordongecko9405 no właśnie chodzi mi o bezwładności włókna żarówki, a to, że ADC jest wielokrotnie szybsze to wiem, i konstruktorzy też wiedzieli bo zastosowali 12 bitowy a ten też już jest ponad miarę potrzeb.
Wracając do żarówki z tego co pamiętam (bo miało to wgl komu potrzebne w codziennej pracy) to czas studzenia jest znacznie większy, a mówimy tu o bardzo wrażliwym układzie z dokładnością 5% dla małych sygnałów
@@GitarzystaElektronik Czas, dokładność, i precyzja to 3 różne ...zagadnienia.
Czas już omówiliśmy, stygnięcie włókna przy 1ms jest pomijalne, a w tym czasie można dokonać z 1000 pomiarów. Wszystko zależy od zastosowanego przetwornika ADC, bo są różne, o różnych cechach.
Dokładność akurat zależy od charakterystyki temperaturowej włókna, i cholera wie czy jest powtarzalna? I jak ją zdjęto? Katalog takich danych nie zawiera. Trzeba to zrobić manualnie. Potem trzeba na podstawie pomiarów wyznaczyć funkcję wielomianową - miód. Nie mylić z interpolacją, a tu też jest kilka algorytmów.
I na koniec precyzja. Co z tego że wynik odczytamy nawet 16bitowy jak będzie on zawierał błędy konwersji albo nie uwzględnia charakterystyki włókna, albo zmiana żarówki wpłynie na jej istotną zmianę bo się automatowi inaczej uciął drucik wolframowy, tudzież w innym miejscu pręcika zacisnął. Zgaduję że precyzja wykonywania żarówek jest nie 5 (jak pospolitych rezystorów) a conajmniej 10%. Niech się w temacie wypowie sam Analogowy.
AD637 wart nie mniej niż 100 PLN, ten kwadratowi
AD737, ^2 też 300 PLN
ale było coś Analoga z grzejnikami