數(shù)學(xué)通道的應(yīng)用(十一)-交流信號有效值的計(jì)算

數(shù)學(xué)通道無疑為信號的分析增添了新的方法，感謝用戶對本系列文章的關(guān)注和支持。雖然數(shù)學(xué)具有挑戰(zhàn)性，但是一旦將數(shù)學(xué)通道加載到庫中，便可以一直供我們使用。在本文講解交流信號的RMS值的過程中，需要研究兩個(gè)例子。

第一個(gè)例子探討的是繪制交流信號的電壓RMS曲線，計(jì)算單個(gè)交流信號的電壓RMS公式為：sqrt（integral（（A）^ 2）/ T）。以下.psdata文件包含電壓RMS數(shù)學(xué)通道，您可以點(diǎn)擊“閱讀原文”下載。

圖1 電壓RMS數(shù)學(xué)通道

首先，我們需要“平方”（A ^ 2）交流電壓，這一步能夠使波形的負(fù)部分反相（全波整流）。公式中的積分“integral”將曲線所圍“面積”相加，它會生成一條傾斜度隨時(shí)間增加的斜線，然后除以掃描時(shí)間T變成水平線。最后，“ Sqrt ”將計(jì)算水平線的平方根以顯示RMS值。

圖2 RMS公式講解

由于軟件中數(shù)學(xué)公式剛開始被零除，因此會出現(xiàn)較大的數(shù)值以及一些波動(dòng)，我們可以忽略這些情況。在此之后，RMS波形就會一直上升到約570mV。使用觸發(fā)時(shí)，預(yù)觸發(fā)時(shí)間應(yīng)設(shè)置為大于0％（觸發(fā)標(biāo)識器位于屏幕的最左側(cè)），以確保時(shí)間始終為正，并且波形是有意義的。

除此之外，需要采集足夠多的信號波形，以使數(shù)學(xué)通道波形能收斂于一個(gè)數(shù)值。如果使用測量功能，則只有放置在數(shù)學(xué)通道收斂部分上的標(biāo)尺才能給出準(zhǔn)確的測量值。放大觀察波形時(shí)，RMS數(shù)學(xué)通道收斂速度不是很快，您可以在起點(diǎn)附近放大，或者增大刻度比例垂直放大波形。數(shù)學(xué)通道的刻度比例不會自動(dòng)與輸入信號通道成比例，因此您可能需要對其進(jìn)行調(diào)整以匹配。

第二個(gè)例子探討的是三相電機(jī)從靜止加速的過程，我們是如何繪制電流RMS曲線的。對于同時(shí)測量三相的AC電流，我們配備了專用的AC 三相柔性電流探頭（您也可以使用3個(gè)電流鉗）。假設(shè)使用的是三相柔性探頭和一個(gè)直流電流鉗，因?yàn)闆]有相關(guān)的自定義探頭設(shè)置，所以我需要把通道A、B、C和D上捕獲電壓值轉(zhuǎn)換為電流（探頭靈敏度為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轉(zhuǎn)換為安培，如圖3所示。

圖3 三相電壓轉(zhuǎn)化為電流

要計(jì)算電機(jī)繞組的電流RMS，我們使用以下數(shù)學(xué)通道公式：(sqrt(integral(A^2)/T)+sqrt(integral(B^2)/T)+sqrt(integral(C^2)/T))*1000。以下.psdata文件包含電流RMS數(shù)學(xué)通道，您可以點(diǎn)擊“閱讀原文”下載。

圖4 三相電機(jī)的電流RMS值

仔細(xì)觀察這個(gè)數(shù)學(xué)通道公式，它與之前單個(gè)交流信號的公式相似，這里因?yàn)槭侨嚯姍C(jī)重復(fù)了三次。注意，由于探頭初始設(shè)置捕獲的是電壓而不是電流，公式末尾需要*1000轉(zhuǎn)換為安培。可以將此公式加載到您的數(shù)學(xué)通道庫中，以便將來用于其他三相信號，例如使用了三相電機(jī)的燃油泵和VVT執(zhí)行器。

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