何时需要使用真有效值万用表？

基础知识

作者：Sean Anderson，福禄克应用专家

对于许多采购人员而言，很难决定是购买真有效值万用表，还是更为经济实惠的平均响应仪表。虽然真有效值测量仪表擅长测量畸变或非正弦波形，但其成本较高。那么，何时需要花费更高费用购买这类仪表呢？

何为真有效值？观看视频，了解真有效值和平均响应仪表。

 

了解、比较真有效值和平均响应仪表

真有效值仪表测量均方根(RMS)值，方法是对波形进行采样，对每个值进行平方计算，取平方值的平均值，然后再对平均值取平方根。上述方法考虑到了信号中的任何畸变或谐波，即使是复杂波形，也能提供准确测量。

真有效值仪表测量均方根(RMS)值，方法是对波形进行采样，对每个值进行平方计算，取平方值的平均值，然后再对平均值取平方根。上述方法考虑到了信号中的任何畸变或谐波，即使是复杂波形，也能提供准确测量。


 

真有效值非常重要

某些情况下，真有效值万用表是必不可少的。以下是一些示例：

  • 存在变频驱动(VFD)的工业环境。VFD产生的波形满是谐波畸变。这种情况下，真有效值仪表可准确测量总电压和电流，而平均响应仪表通常会失灵。
  • 存在开关电源的现代电子设备。计算机、LED照明和充电器等设备以猝发脉冲形式吸电流，从而产生非正弦波形。真有效值仪表可准确捕获上述峰值。
  • 暖通空调(HVAC)系统采用调速电机。调速驱动的高频组件要求精确测量，只有真有效值仪表才能胜任。
  • 电能质量分析。诊断谐波、闪变或电压异常要求准确的读数。真有效值仪表确保获得可靠的电能质量数据。
  • 可再生能源系统。太阳能逆变器及其他可再生能源产生的波形通常并非纯粹的正弦波。只有真有效值测量值才能为您提供准确信息。
  • 汽车系统。车辆中有多个系统都需要使用真有效值仪表行准确测量：
    • PWM信号：快速开关信号(如电动汽车、混合动力汽车或节气门控制器中的信号)通常会发生畸变，因此真有效值仪表是采集精确数据的必要设备。
    • 纹波测试：交流发电机产生的直流电带有交流纹波。如果二极管出现故障，真有效值仪表可精确测量上述纹波。
    • 电动汽车/混合动力电子设备：对于逆变器和转换器的高频开关来说，需要真有效值级别的准确度。

平均响应仪表足以满足应用需求

 

  • 住宅电气工程。大多数家庭都使用近似正弦波的交流电(尽管LED灯泡和智能设备等现代负载会增加一些畸变)。对插座、灯具、接线进行基本的故障诊断和排除时，通常只需使用平均响应仪表即可。
  • 基本电器维修。冰箱、烤箱和洗衣机等电器通常采用相当标准的交流波形工作。除非需要诊断和排除其内部的电力电子设备故障，否则通常不需要优于平均响应级别的精度。
  • 教育和培训。对于学习电气测量的初学者来说，低成本的平均响应仪表是很好的入门工具。
  • 标准汽车诊断。 检查电池电压(直流)或轻微的交流纹波并不一定需要真有效值仪表所具备的较高准确度。
  • 船舶电气系统。船舶通常使用12 V或24 V直流系统。除非诊断交流发电机输出或复杂的船载电子设备，否则大多数的简单检查都无需真有效值功能。

决定因素

选择真有效值或平均响应仪表时，可根据具体特性和功能来权衡选择。针对应用情况，请考虑以下因素：

波形类型

测量的信号主要是纯净正弦波，还是严重畸变的波形？如果是畸变波形，则需要真有效值仪表。


 

预算与品牌

请选择福禄克等知名品牌生产的可靠且准确的万用表，福禄克在生产高品质测量设备方面享有盛誉。您不会希望从缺乏经验，或者不具备知名品牌可靠性的卖家那里购买电气工具，从而影响测量，或危及人身安全。


 

对于标准波形，希望使用可靠的平均响应仪表，可考虑Fluke 15B MAX 数字万用表，该仪表经济实惠，售价低于200美元，适用于基本故障诊断和排除。该仪表广受赞誉，其在典型条件下的耐用性和准确度有口皆碑。


 

如果需要经常处理复杂或畸变波形，请考虑使用Fluke 117非接触式电工万用表这类真有效值仪表，可能提供更高测量准确度和更多测量功能。


 

应用

权衡选择万用表类型时，要考虑应用情况。

  • 工业、暖通空调(HVAC)、可再生能源、汽车(电动汽车/混合动力汽车)和电信：这些领域通常需要真有效值功能以进行准确测量。

  • 住宅、简单的直流电路和例行故障诊断和排除：通常情况下，只需使用平均响应仪表即可。

着眼未来

如果预计工作未来会涉及更高级的测量(如谐波、开关电源)，那么现在就投资购买真有效值仪表可省去日后升级的麻烦。

总结

处理非正弦波形时，真有效值万用表可采集到准确测量值，这对于涉及谐波畸变、开关电源和变频驱动的行业或应用尤为重要。然而，对于住宅、小型商业和标准直流测量而言，平均响应仪表既经济又实用。

通过权衡波形类型、预算和应用等因素，可根据需求选择合适的仪表。如果仍然犹豫不决，请咨询值得信赖的专业人士或经销商，以协助您做出正确选择。无论是使用Fluke 15B+这类可靠的平均响应型仪表，还是Fluke 117这类高端的真有效值工具，关键在于选择一款符合具体测量需求的仪表。 

作者简介

自2024年以来，Sean Anderson一直担任福禄克产品应用专家一职，凭借其AD01电气管理员背景和电力系统知识，为万用表、钳形表和示波器产品线用户提供全面支持和专家指导。自入职福禄克以来，Sean一直专注于针对客户的研究，以协助开发创新产品以及核心电气测试和测量工具相关教育资源。Sean致力于提高客户满意度、卓越用户体验和清晰顺畅沟通，通过实操服务和支持持续为现场专业人员助力。