数学通道的应用(十一)-交流信号有效值的计算

数学通道无疑为信号的分析增添了新的方法，感谢用户对本系列文章的关注和支持。虽然数学具有挑战性，但是一旦将数学通道加载到库中，便可以一直供我们使用。在本文讲解交流信号的RMS值的过程中，需要研究两个例子。

 

第一个例子探讨的是绘制交流信号的电压RMS曲线，计算单个交流信号的电压RMS公式为：sqrt（integral（（A）^ 2）/ T）。以下.psdata文件包含电压RMS数学通道，您可以点击“阅读原文”下载。

 

图1 电压RMS数学通道

 

首先，我们需要“平方”（A ^ 2）交流电压，这一步能够使波形的负部分反相（全波整流）。公式中的积分“integral”将曲线所围“面积”相加，它会生成一条倾斜度随时间增加的斜线，然后除以扫描时间T变成水平线。最后，“ Sqrt ”将计算水平线的平方根以显示RMS值。

 

图2 RMS公式讲解

 

由于软件中数学公式刚开始被零除，因此会出现较大的数值以及一些波动，我们可以忽略这些情况。在此之后，RMS波形就会一直上升到约570mV。使用触发时，预触发时间应设置为大于0％（触发标识器位于屏幕的最左侧），以确保时间始终为正，并且波形是有意义的。

 

除此之外，需要采集足够多的信号波形，以使数学通道波形能收敛于一个数值。如果使用测量功能，则只有放置在数学通道收敛部分上的标尺才能给出准确的测量值。放大观察波形时，RMS数学通道收敛速度不是很快，您可以在起点附近放大，或者增大刻度比例垂直放大波形。数学通道的刻度比例不会自动与输入信号通道成比例，因此您可能需要对其进行调整以匹配。

 

第二个例子探讨的是三相电机从静止加速的过程，我们是如何绘制电流RMS曲线的。对于同时测量三相的AC电流，我们配备了专用的AC 三相柔性电流探头（您也可以使用3个电流钳）。假设使用的是三相柔性探头和一个直流电流钳，因为没有相关的自定义探头设置，所以我需要把通道A、B、C和D上捕获电压值转换为电流（探头灵敏度为1 mV / A）。因此，通道A，B，C和D都需要乘上1000，使用公式A、B、C和D * 1000转换为安培，如图3所示。

 

图3 三相电压转化为电流

要计算电机绕组的电流RMS，我们使用以下数学通道公式：(sqrt(integral(A^2)/T)+sqrt(integral(B^2)/T)+sqrt(integral(C^2)/T))*1000。以下.psdata文件包含电流RMS数学通道，您可以点击“阅读原文”下载。

 

图4 三相电机的电流RMS值
 

 

仔细观察这个数学通道公式，它与之前单个交流信号的公式相似，这里因为是三相电机重复了三次。注意，由于探头初始设置捕获的是电压而不是电流，公式末尾需要*1000转换为安培。可以将此公式加载到您的数学通道库中，以便将来用于其他三相信号，例如使用了三相电机的燃油泵和VVT执行器。

 

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