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実効値検波

実効値検波

  • RMS Detection
  • 有效值检波
  • 실효치 검파
実効値とは、同じ値の直流と同等の熱エネルギーをもたらす交流の値のことである。図1において、
式1
このとき、IacはIdcと等しい値の実効値である。
式2
このとき、VacはVdcと等しい値の実効値である。
数式で表すと、瞬時値の二乗平均の平方根(root-mean-square:rms)であるから
式3
真の実効値検波は、大別して演算方式と熱変換方式とがある。演算方式は、数式どおりに演算回路を構成したものである。
熱変換方式は、ヒータと熱電対を二組用意し、片方に交流電圧、他方に直流電圧を印加する。ヒータと熱電対の特性がそろっていれば、二組の熱起電力が等しいとき、直流電圧の値が交流電圧の実効値となる。これを自動化した回路が図2である。
 

図1 実効値の定義

図1 実効値の定義

 

図2 熱変換方式の実効値検波回路

図2 熱変換方式の実効値検波回路

現在、市販されている中級以上のディジタルマルチメータの交流測定は、演算方式によって実効値で測定ができます(カタログに真の実効値AC測定と明記されているもの)。
演算方式による実効値検波は、専用ICによって容易に実現できますが、周波数特性の上限は一般的に100kHz、高級機で1MHz程度になります。
写真1はディジタルマルチメータのAC測定部に使用されている演算型実効値検波ICです。
これに対して熱変換方式は、交流電圧計(通称ミリバル)の広帯域タイプに使用されており、その上限周波数は20M~30MHzに達しています。熱変換方式は、直流と交流を熱にして比較しているため原理的には理想の方式です。このため、AC/DCトランスファ標準器などにもこの方式が採用されています。
写真2は、当社製交流電圧計M170、M2170に使用している熱変換モジュール(サーマルコンバータ)です。 

写真1

写真1

写真2

写真2

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