Перейти к содержанию

Коэффициент амплитуды (пик-фактор)

Два сигнала с одинаковым действующим значением могут иметь совсем разные пики: у синуса пик лишь в 1,41 раза выше, у узких импульсов — во много раз. Это отношение — коэффициент амплитуды. От него зависит, сможет ли мультиметр правильно измерить сигнал.

Обновлено Редакция GAW

Коэффициент амплитуды (пик-фактор, crest factor) — отношение пикового значения сигнала к его действующему значению:

Ka=UmUд,Kaсинус=2≈1,41.K_a = \frac{U_m}{U_{\text{д}}}, \qquad K_a^{\text{синус}} = \sqrt{2} \approx 1{,}41.

Для синусоиды действующее значение — амплитуда, делённая на √2 (OpenStax, раздел 15.4), отсюда 1,41. Сеть 230 В имеет пик около 325 В. Что такое действующее значение и как его измеряет прибор, объясняет термин «True RMS».

Предел прибора

Мультиметр должен пропустить пики сигнала без ограничения, иначе неверно посчитает действующее значение. Поэтому в характеристиках указывают допустимый коэффициент амплитуды.

Fluke 114–117Допустимый коэффициент амплитуды
Напряжение, показание 4000 единиц3
Напряжение, полная шкала (6000 единиц)1,5, линейный спад от 3
Ток3

Чем ближе показание к концу предела, тем меньше запас по пикам: на полной шкале прибор измерит без ошибки только сигнал с пиками не выше 1,5 действующего значения. Подробнее о шкале — в термине «Счёт дисплея мультиметра».

Где пики высокие

Нелинейные нагрузки — компьютеры, регулируемые приводы — потребляют ток короткими импульсами (Fluke); при том же действующем значении пики узких импульсов выше, и коэффициент амплитуды такого тока больше 1,41. Для сетевого напряжения, близкого к синусоиде, он около 1,41 — см. ответ «Как проверить напряжение в розетке мультиметром?». Сдвиг фаз тока и напряжения — отдельная характеристика, коэффициент мощности.

Частые вопросы

Какой коэффициент амплитуды у синусоиды?

√2 ≈ 1,41: действующее значение синусоиды — амплитуда, делённая на √2. Для сети 230 В пик около 325 В.

Почему коэффициент амплитуды важен для мультиметра?

Прибор должен «увидеть» пики сигнала, иначе неверно посчитает действующее значение. Fluke 114–117 рассчитаны на коэффициент амплитуды до 3 при показании 4000 единиц и до 1,5 на полной шкале — сигналы с более острыми пиками они измерят хуже.

У каких сигналов большой коэффициент амплитуды?

У коротких импульсов тока: по Fluke так потребляют энергию нелинейные нагрузки — компьютеры и регулируемые приводы, у которых ток идёт импульсами, а не плавной синусоидой. Чем уже импульс при том же действующем значении, тем выше пик.

Источники

  1. Fluke. 114, 115 and 117 True-rms Multimeters, Users Manual (PN 2572573, July 2006, Rev. 1, 2/07) — допустимый коэффициент амплитуды для напряжения — 3 при показании 4000 единиц с линейным спадом до 1,5 на полной шкале; для тока — 3; переменные пределы нормированы от 1 до 100 % предела
  2. OpenStax. University Physics Volume 2, section 15.4: Power in an AC Circuit — действующее значение — корень из среднего квадрата; для синусоиды — амплитуда, делённая на √2
  3. Fluke. What is true-RMS? (Fluke Resource Center) — нелинейные нагрузки — регулируемые приводы, компьютеры — потребляют ток короткими импульсами, а не плавной синусоидой; усредняющий прибор на таких сигналах ошибается

Нашли ошибку?

Смотрите также