True RMS

@Freddy, Je heb helemaal gelijk als je belasting ohm/inductief/reactief is, en dat zijn de meeste belastingt (ook luidsprekers)luidsprekers ook.(vandaar de hele RMS onzin) Maar naar mijn mening is als je vervormde signalen hebt (i.e. niet sinusvormig) RMS vermogen niet gelijk aan je gemiddeld vemogen. Ander zou je een 20 VA transformator rustig met (20W-verlies dioden) gelijkgericht mogen belasten. en dat is zeker niet het geval

Op 15 november 2005 21:14:59 schreef Fantomaz:
Hmm... Bij mij zal het dan wel helemaal niet goed gaan...
Ik heb een ~50v Wisselspanning op een coaxkabel, waar frequenties van 5 tm 862 Mhz overheen lopen, die ook nog eens gesuperponeerd signaal dragend zijn.

Flinke collega! Moet je tegenwoordig geen bekwaamheidsproef meer afleggen voor je bij een kabelmaatschappij gaat werken?
Met een stroomtang meet je geen true rms, je meet gewoon contactloos stroom. Het is de meter die bepaalt of je true RMS meet. Een multimeter Fluke 87 is er zo een. een 83 is een gewone meter die alleen maar min of meer nette sinussen kan meten. Gewone stroomtangen zijn eigenlijk bedoeld voor netfrequenties om stroom te kunnen meten in grote installaties zonder de circuits te onderbreken.
Er bestaan tangen die tot enkele MHz aankunnen.
Maar ik begrijp gans dat probleem van true rms niet.
Een versterker loopt toch op gelijkstroom of op 50 Hz? Van dat hoogfrequent moet je je toch niet aantrekken? In een beetje bedrijf bestaan werkvoorschriften voor zoiets die uitgewerkt zijn door mensen met kennis van zaken. De grootste gruwel van meetrapporten is als ze zomaar willekeurig zijn ingevuld , elk met zijn eigen meetmethodes en interpretatie met meer improvisatie dan gezond verstand zo blijkt.

[Bericht gewijzigd door Anoniem op donderdag 17 november 2005 21:15:19

@ LaStei,
je hebt het aangehaalde topic niet goed gelezen.

Als je het opgenomen vermogen bepaald door continu de momentele spanning en stroom te vermenigvuldigen moeten de productie gemiddeld worden. Kijk naar de achterliggende vergelijkingen.
Het maakt hierbij niet uit of de belasting ohms, inductief, een elektronsche voeding of wat dan ook is. En de golfvorm mag DC, een sinus, een blok, of een andere willekeurige vorm zijn.
Altijd middelen, nooit RMS.

Maar naar mijn mening is als je vervormde signalen hebt (i.e. niet sinusvormig) RMS vermogen niet gelijk aan je gemiddeld vemogen.

Een eigen mening hebben is je goed recht, maar je hebt er niet zoveel aan als het wiskundig een zooitje wordt. Het gemiddeld vermogen is inderdaad niet gelijk aan RMS-vermogen. Dat komt doordat door de RMS bewerking een nietszeggend getal ontstaat.

Op 17 november 2005 20:01:29 schreef Wouter van Ooijen:
[...]

Een wisselende spanning maar toch constante stroom lijkt me zeker een probleem.

Eeehh stroomverbruik evenredig aan de spanning....

Op 17 november 2005 22:14:04 schreef Freddy:
@ LaStei,
je hebt het aangehaalde topic niet goed gelezen.

Als je het opgenomen vermogen bepaald door continu de momentele spanning en stroom te vermenigvuldigen moeten de productie gemiddeld worden. Kijk naar de achterliggende vergelijkingen.
Het maakt hierbij niet uit of de belasting ohms, inductief, een elektronsche voeding of wat dan ook is. En de golfvorm mag DC, een sinus, een blok, of een andere willekeurige vorm zijn.
Altijd middelen, nooit RMS.
[...]
Een eigen mening hebben is je goed recht, maar je hebt er niet zoveel aan als het wiskundig een zooitje wordt. Het gemiddeld vermogen is inderdaad niet gelijk aan RMS-vermogen. Dat komt doordat door de RMS bewerking een nietszeggend getal ontstaat.

Daar ben ik niet mee eens(of ik heb het verkeerd begrepen).
Wisselstroomvermogen is per definitie RMS.
Reken maar eens gewoon het vermogen uit gedissipeerd in een weerstand van 100 Ohm met een sinusvormige spanning met als piek of amplitudewaarde 100V uit. Met je gemiddelde waarde zul je een stukje tekort komen.
Dat komt omdat vermogen kwadratisch is en in de pieken veel meer bijdraagt dan gemiddeld.

Op 17 november 2005 22:53:35 schreef grotedikken:
Daar ben ik niet mee eens

Dat mag, we leven in een vrij land (altans, dat wordt beweert). Maar veel heben we er niet aan.

Ik heb eens een simpel bruggelijkrichtertje gebouwd met 4 stuks 1N4001, een elcootje 2200 µF, en twee in serie staande belastingsweerstanden van 6,8 ohm.

Het vermogen dat erin wordt gepropt:

Het vermogen dat in de belasting wordt gepropt:

De vermogensdissipatie van een individuele diode:

En de vermogendissipatie van de elco:

(De RMS vermogensdissipatie van de elco neemt hier wel bizarre vormen aan).

Nou gaan we eens wat sommetjes maken. Als het goed is moet het vermogen dat erin wordt gepropt gelijk zijn aan de som van het vermogen van de belastingsweerstand, vier maal dat van de diode en de elco.

             gemiddeld       RMS
belasting       5,04 W    5,08 W
4* diode        1,08 W    2,28 W
elco            0,01 W    5,94 W 
                ------ +  ------ +
totaal          6,13 W   13,30 W

vermogen in     6,18 W    9,61 W

Bij de berekening met het gemiddelde vermogen kom ik niet in gewetens nood. Kijken we naar de RMS berekeningen, dan zet ik meer energie om in warmte dan ik erin stop. (Ik denk dat ik heel rijk ga worden).

Nog een simpel voorbeeldje. Stel we hebben een weerstand waar ik gedurende een halve seconde 10 W in prop, en daaropvolgend ook een halve seconde 20 W. Dat is dus met elkaar:
10 W * 0,5 s (= 5 J) + 20 W * 0,5 s (=10 J) = 15 J. Dat is dan over die hele seconde een gemiddeld vermogen van 15 W.
Op dat soort sommetjes moet je vooral geen RMS op loslaten (tenzij je een energiebedrijf bezit).

@freddy, grotedikken:

Jullie hebben allebei gelijk maar onder verschillende omstandigheden.

Het reële vermogen bereken je bij wisselstroom m.b.v. de RMS waarde van de spanning of stroom i.c.m de belastingsweerstand (voorwaarde is wel dat zowel spanning als stroom homogeen t.o.v elkaar zijn).
Bij varieërende gelijkstromen/spanningen waarvan de spanning of stroom constant is (of zo goed als) dan levert de gemiddelde waarde van de stroom of spanning het juiste (of redelijke benadering van) vermogen op.

@ Xenobinol,
Dat discussiepunt hadden we alweer gepasseerd.

Maar ze zijn gekkere dingen van plan. Namenlijk RMS toepassen op het reeds berekende momentele vermogen (RMS-vermogen). Daarover gaat het bovenstaande verhaal.

Als ik nu eens wist hoe ik van die mooie plaatjes in mathcad kon maken kon ik het wiskundig bewijsje plaatsen dan was er geen gezeik meer over (hoop ik)

Ik kan het altijd even proberen in maple maar dat is niet zo publicatiegeschikt

In fase: -oops freddy heeft gelijk even niet goed nagedacht-
(nouja gemiddelde is ook een slechte benaming voor spanning want die zou nul zijn, ok het gemiddelde van 2x een halve periode)

[Bericht gewijzigd door Evilest Aedolon op vrijdag 18 november 2005 12:38:20

Het is 1/n*sigma(U_mom*I_mom) = U_RMS²/R.
Dus niet het gemiddelde maar het momentele.

(Het gemiddelde van twee halve perioden kun je omschrijven als het gemiddelde van de absolute waarden van een volle periode)

Een grafiek in Mathcad is simpel: X-Y plot in het venster graph aanklikken, of simpel shift+2. Symbool in het x en y veld invullen, en klaar. Eventueel de grenzen aangeven in de daarvoor bestemde plaatsen. En met format kun je de lijnsoort raster enz. vastleggen.

Wiskundig bewijzen is leuk, maar het is belangrijker dat men het waarom doorheeft.

[Bericht gewijzigd door Freddy op vrijdag 18 november 2005 12:29:33

--even tekenen---

[Bericht gewijzigd door Evilest Aedolon op vrijdag 18 november 2005 14:05:42

Freddy,Freddy, je maakt de grootste denkbare redeneringsfout: Je kunt de wetten van electriciteit die al 200 jaar elke dag weer bewezen worden niet zomaar herschrijven. Ik zal je redenering eens gauw ontkrachten:
Neem een pulsvormige spanning met een frequentie van 1 Hz, een duty cycle van 1/2 en 10V. Belast deze met 1 Ohm.
Het vermogen is dus 10x10/1= 100W, en nog eens delen door twee vanwege de dutycyle wordt 50Watt. Dat wordt echt in de weerstand in warmte omgezet.Dat kunje met een calorimeter meten.
Neem nu van die spanning de gemiddelde waarde over de ganse periode, dan kom je aan 5V. 5x5/1 = 25W, dus precies de helft. serieus verschil niet, en de tweede methode is natuurlijk kompleet fout.

Maar nu terug naar Fantomas.
Ik denk dat hij en zijn collega een opdracht gekregen hebben, en verder is het het bekende verhaal van de klok en de klepel.
Wat die HF mantelstromen daarbij komen doen is me een raadsel. Als je het verbruik wil meten, kun je de gelijkstroomopname van de versterkers meten en 10% erbij doen voor de verliezen in de voeding. Dan is het simpel.
Wil je echt het opgenomen wisselstroomvermogen meten, dan kun je dat niet door stroom en spanning te meten en te vermenigvuldigen. bij zowel een geschakelde voeding als een lineaire heeft de opgenomen stroom niet dezelfde vorm als de aangelegde spanning. Dan heb je echt een true RMS poweranalyser nodig, een true RMS volt/amp meter volstaan dan niet,omdat je het faseverband tussen beiden niet kent.
De meeste universele meters werken met een piekdetector en zetten die waarde met een spanningsdeler om naar effectieve (RMS)waarde. De meting is alleen correct als de aangelegde spanning sinusvormig is, én de belasting lineair. En dat is in de praktijk alleen zo bij gloeilampen en verwarmingselementen, (als ze niet gedimd worden )

[Bericht gewijzigd door Anoniem op vrijdag 18 november 2005 14:06:06

Op 18 november 2005 11:39:39 schreef Freddy:
@ Xenobinol,
Dat discussiepunt hadden we alweer gepasseerd.

Maar ze zijn gekkere dingen van plan. Namenlijk RMS toepassen op het reeds berekende momentele vermogen (RMS-vermogen). Daarover gaat het bovenstaande verhaal.

Ik neem aan dat je doelt op de opmerking van LaStei?

Tja, dat gaat inderdaad een spectakel worden

Op 18 november 2005 12:47:32 schreef grotedikken:
Neem nu van die spanning de gemiddelde waarde over de ganse periode, dan kom je aan 5V. 5x5/1 = 25W, dus precies de helft. serieus verschil niet, en de tweede methode is natuurlijk kompleet fout.

Dat zegt hij niet, hij zegt momentele waardes optellen... (en delen door het aantal) maal dat je dat gedaan hebt
Als je een dutycycle van 50% hebt is n voor beide delen gelijk.
Momentele waardes is dus 10*10 en het is over de helft dus 50W
namelijk Umom en Imom is altijd 10 voor het hoge deel, dus 100W als je 100 netjes hebt heb je (50*10*10 + 50*0*0)/100
nu is het een constante golfvorm dus kan je ook met 2 netjes werken dus gewoon delen door 2
De RMS spanningswaarde van je golfvorm is echter 7.07V
zodat bij het kwadraat en delen door de weerstand je gewoon 50W krijgt.
Geen Freddy bashing dus want hij heeft 100% gelijk.
of nog op een andere manier
(U*I*taan+U*I*toff)/(taan+toff) = P als U en I een constante is

Dit zegt hij:
/n
en dat is gelijk aan je eerste voorbeeld.
(oops vergeten te delen door n)

[Bericht gewijzigd door Evilest Aedolon op vrijdag 18 november 2005 14:32:36

Op 18 november 2005 14:10:54 schreef Evilest Aedolon:
[...]
Dat zegt hij niet, hij zegt momentele waardes optellen... (en delen door het aantal) maal dat je dat gedaan hebt
Als je een dutycycle van 50% hebt is n voor beide delen gelijk.
Momentele waardes is dus 10*10 en het is over de helft dus 50W
namelijk Umom en Imom is altijd 10 voor het hoge deel, dus 100W als je 100 netjes hebt heb je (50*10*10 + 50*0*0)/100
nu is het een constante golfvorm dus kan je ook met 2 netjes werken dus gewoon delen door 2
De RMS spanningswaarde van je golfvorm is echter 7.07V
zodat bij het kwadraat en delen door de weerstand je gewoon 50W krijgt.
Geen Freddy bashing dus want hij heeft 100% gelijk.
of nog op een andere manier
(U*I*taan+U*I*toff)/(taan+toff) = P als U en I een constante is

Dit zegt hij:
[afbeelding]/n
en dat is gelijk aan je eerste voorbeeld.
(oops vergeten te delen door n)

je gebruikt vermogen en spanning door elkaar. Bij vermogen kun je zondermeer de som maken bij spanning of
stroom niet.
Stel: je meet van een stroom met willekeurige golfvorm alle momentele waarden gedurende een halve periode (een hele periode geeft nul). Dan maak je de som van alle momentele waarden en deelt door het aantal samples. Tis toch dat wat Freddy bedoelt hé? Dan heb je idd de gemiddelde waarde. En als je daarop de formule loslaat
P=I²R, dan zit je verkeerd.
De verhouding Ueff/Upiek van 0,7 geldt trouwens alleen voor sinusvormige sinalen. zie "Crest factor"

Op 18 november 2005 15:22:07 schreef grotedikken:
Stel: je meet van een stroom met willekeurige golfvorm alle momentele waarden gedurende een halve periode (een hele periode geeft nul). Dan maak je de som van alle momentele waarden en deelt door het aantal samples. Tis toch dat wat Freddy bedoelt hé? Dan heb je idd de gemiddelde waarde. En als je daarop de formule loslaat
P=I²R, dan zit je verkeerd.

Hoezo een hele periode nul? het gemiddelde van een blokgolf met DC-offset van zijn amplitude is niet gelijk aan nul.

Ja, dat dat zegt ie volgens mij wat jij zegt, maar dat is toch correct?

De momentele waarden optellen van jou golfvorm en delen door aantal samples (je hebt voor de jouwe er maar 2 nodig want het gemiddelde van een constante is de constante zelf) heb je gewoon 50W, dat klopt dus mooi
Nu kan niet de gemiddeldespanning in het kwadraat gedeeld door de weerstand toepassen want dan krijg je 25W
Daar moet je met de RMS spanning werken en die is niet 5V (gemiddelde) maar ongeveer 7.07V dan kom je wel uit...

Dat is ook wat de effectieve waarde zegt: De effectieve spanningswaarde van een willekeurige golfvorm voegt evenveel warmte toe in een zuiver ohmse weerstand als een DC spanning met dezelfde waarde (oid)

Misschien legt hij het niet zo goed uit, en ik ongetwijfeld ook niet maar als je het goed leest klopt het wel...

Op 18 november 2005 15:28:01 schreef Evilest Aedolon:
[...]
Hoezo een hele periode nul? het gemiddelde van een blokgolf met DC-offset van zijn amplitude is niet gelijk aan nul.

Ja, dat dat zegt ie volgens mij wat jij zegt, maar dat is toch correct?

De momentele waarden optellen van jou golfvorm en delen door aantal samples (je hebt voor de jouwe er maar 2 nodig want het gemiddelde van een constante is de constante zelf) heb je gewoon 50W, dat klopt dus mooi
Nu kan niet de gemiddeldespanning in het kwadraat gedeeld door de weerstand toepassen want dan krijg je 25W
Daar moet je met de RMS spanning werken en die is niet 5V (gemiddelde) maar ongeveer 7.07V dan kom je wel uit...

Dat is ook wat de effectieve waarde zegt: De effectieve spanningswaarde van een willekeurige golfvorm voegt evenveel warmte toe in een zuiver ohmse weerstand als een DC spanning met dezelfde waarde (oid)

Misschien legt hij het niet zo goed uit, en ik ongetwijfeld ook niet maar als je het goed leest klopt het wel...

1) Bij een zuivere wisselspanning is de integraal van 0 tot 2pi altijd (per definitie) nul. Daarom worden zuivere wisselspanningen altijd over een halve periode gemiddeld.
2) Je zegt nu zelf dat je voor het vermogen om te rekenen toch met de effectieve waarde moet rekenen, maar daar draait heel de discussie rond. En de Crestfactor 0,7 geldt alleen voor zuivere sinussen. Voor een symetrische blokgolf istie 1.

[Bericht gewijzigd door Anoniem op vrijdag 18 november 2005 15:53:19

Op 18 november 2005 15:33:29 schreef grotedikken:
[...]
1) Bij een zuivere wisselspanning is de integraal van 0 tot 2pi altijd (per definitie) nul.
2) Je zegt nu zelf dat je voor het vermogen om te rekenen toch met de effectieve waarde moet rekenen, maar daar draait heel de discussie rond. En de Crestfactor 0,7 geldt alleen voor zuivere sinussen. Voor een symetrische blokgolf istie 1.

over je 1) ja voor een zuivere wisselspanning wel ja, maar jij zegt willekeurig.
Nouja neem vb een blokgolf met neg amplitude -1V en positieve 2V gemiddelde is niet nul maar is wel een wisselspanning.

Ja, je moet met de effectieve waarde rekenen als het een golfvorm is die je niet wiskundig kan opstellen... maar anders?

Op 18 november 2005 15:38:47 schreef Evilest Aedolon:
[...]
over je 1) ja voor een zuivere wisselspanning wel ja, maar jij zegt willekeurig.
Nouja neem vb een blokgolf met neg amplitude -1V en positieve 2V gemiddelde is niet nul maar is wel een wisselspanning.

Ja, je moet met de effectieve waarde rekenen als het een golfvorm is die je niet wiskundig kan opstellen... maar anders?

Ik ben het met je eens dat je bij een zeer complexe golfvorm met een zeer kleine duty cycle bijvoorbeeld scherpe of niet repetitieve pulsen geen RMS kunt gebruiken.
daarvoor bestaan dan idd in de duurdere toestellen average en quasipeak detectors. Maar kijk maar, de meetresultaten van zo'n detector zullen ALTIJD in V, µV, dBµV dBµV/m staan. Nooit in vermogen omdat je met de average waarde nooit meer exact de link kunt leggen naar vermogen, ook niet naar gemiddeld vermogen.
Moet je van een dergelijk signaal toch het gemiddeld vermogen bepalen dan moet je echt een thermische wattmeter
nemen. Ik heb zo'n Hp probe die van DC tot 4GHz vermogens thermisch kan meten vanaf 250nW. Eigenlijk ongelofelijk als je er even bij stil staat. Thermisch een vermogen meten kleiner dan één miljoenste watt.
Je meet met elke andere meter gewoon met een piekdetector de spanning die over de weerstand staat. Een inwendige spanningsdeler maakt daar 0,7 van.Zelfs een spectrumanalyser doet dat. Het signaal passeert door een scherp filter en frequentie per frequentie wordt de spanningswaarde over de afsluitweerstand bepaald met een piekkdetector. die wordt met de crestfactor 0,7 op zijn effectieve waarde gezet en omgerekend naar vermogen.
Gezien vermogen geen fase kent, mogen dan alle spectrale waarden gewoon opgeteld worden.(dat geldt niet voor spanningsvectoren!!)
Er bestaan speciale True RMS meters die waarschijnlijk erg complex zijn, want ze kosten een stuk duurder dan een gewone universele meter. Dus weeral RMS

Blijf mijn vraag: waar zit in gans dat verhaal nu die beroemde gemiddelde waarde??

@ GD & EA:

Het duizeld mij allemaal eenbeetje, wat is nu precies het standpunt waar jullie oneenigheid over hebben?

Het is toch heel simpel:
Zodra spanning en stroom die een reële belasing voeden homogeen zijn (d.w.z. gelijkvormig) dan moet je de RMS waarde nemen van de spanning of de stroom om het vermogen te berekenen aan de hand van P= U²/R = I² * R.
Zodra er sprake is van een gelijkspanning i.c.m een wisselende stroom moet je de gemiddelde waarde van de stroom gebruiken volgens I * R om het gemiddeld (word in dit geval dus ook het effectieve vermogen) vermogen te berekenen.
Das toch niet zo moeilijk?

Op 18 november 2005 16:12:49 schreef grotedikken:
Blijf mijn vraag: waar zit in gans dat verhaal nu die beroemde gemiddelde waarde??

Niet de gemiddelde waarde van de spanning of stroom maar de gemiddelde waarde van alle spanning stroom produkten!

Op 18 november 2005 15:33:29 schreef grotedikken:
Voor een symetrische blokgolf istie 1.

Precies, net als bij een DC.
Voor dit soort signalen zijn de RMS waarden en het wiskundige gemiddelde exact 1.
De voorwaarde van het gebruik van RMS waarde is homogeniteit van spanning en stroom.

Op 18 november 2005 16:35:14 schreef Evilest Aedolon:

Niet de gemiddelde waarde van de spanning of stroom maar de gemiddelde waarde van alle spanning stroom produkten!

jep, de RMS waarde is de conversie factor van een willekeurige golfvorm (waarbij spanning en stroom homogeen zijn) naar een gemiddelde waarde van spanning of stroom.

Op 18 november 2005 16:52:53 schreef Xenobinol:
[...]

jep, de RMS waarde is de conversie factor van een willekeurige golfvorm (waarbij spanning en stroom homogeen zijn) naar een gemiddelde waarde van spanning of stroom.

de verhouding van de RMS waarde en... is de conversie factor niet de RMS waarde zelf.

Op 17 november 2005 22:53:35 schreef grotedikken:
Wisselstroomvermogen is per definitie RMS.

Dit is hetgeen waar ik wat op tegen had.

Vermogen, en of dit nu AC, DC, of wat van golfvorm je ook kunt verzinnen, is per definitie een gemiddelde.

Vandaar mijn rekenvoorbeelden aan de hand van die eenvoudige voeding. Ik heb bij de bijbehorende scoopplaatjes de scoop zowel het gemiddelde als het RMS vermogen laten uitrekenen. Sommetjes maken met het gemiddelde vermogen gaat fantastisch. Maar op het moment dat je een RMS over het momentele vermogen gaat gooien gaat het fout.

Kijk nog eens naar het laatste scoopplaatje. Een RMS-vermogensdissipatie van 5,94 Watt in een elcootje van 2200 µF, 25 V. Je voelt toch op je klompen aan dat dat van geen kant klopt. 0,01 W vindt ik een stuk realistiser.

[Bericht gewijzigd door Freddy op vrijdag 18 november 2005 17:25:11