Ture Rms ต่างจากดิจิตอลมิเตอร์ทั่วไปยังไงครับ

True Rms ในสัญญาณที่เห็นกันในความเป็นจริงนั้น หลายคนมักจะเข้าใจว่า สัญญาณ AC นั้น มักจะเป็น Sine wave แต่ในความเป็นจริงนั้น เรา แทบจะไม่ได้เห็นสัญญาณแบบ sine เพียงๆเลย เพราะว่า สัญญาณที่เราวัดกันนั้น มักจะมีฮาร์มอนิกปะปนกัน มาก ถ้า เรา ใช้มิเตอร์ธรรมดา มักจะ rectifier Ac เป็น sine wave เท่านั้น
ในปัจจุบันสัญญาณที่พบในวงจรไฟฟ้ามีความซับซ้อนมากขึ้น เช่นเป็นสัญญาณซายน์ที่ขาดช่วง(นำกระแสไม่เต็มคาบ) ,สัญญาณเป็นรูปคลื่นหัวแตก บ้างก็เป็นสัญญาณที่มีลักษณะไม่ซ้ำเดิม สิ่งเหล่านี้เรียกว่า เกิดความเพี้ยน โดยที่ความเพี้ยนนี้อาจเกิดขึ้นจากแรงดันหรือกระแสก็ได้ หรือไม่ก็เกิดจากความเพี้ยนพร้อมกันทั้งแรงดันและกระแส ผู้ทำการวัดอาจจะไม่ทราบเลยว่าสัญญาณที่กำลังวัดอยู่นั้นเกิดความเพี้ยน เพราะแบบเข็มทั้งหลายของมัลติมิเตอร์จะมีหลักการเดียวกัน คือ ต้องทำการปรับสเกลจากค่าเฉลี่ยที่วัดได้(แต่ก็มีเครื่องวัดบางประเภทที่ตอบสนองค่า RMS โดยตรงแต่ก็พบน้อยกว่าที่ตอบสนองต่อค่าเฉลี่ย) หรือเครื่องวัดแบบตัวเลขเอง บางครั้งค่าที่แสดงได้ก็ยังไม่สอดคล้องกับรูปคลื่นของสัญญาณ ดังนั้นโอกาสที่ผู้วัดจะใช้เครื่องธรรมดา ธรรมดา (โดยเฉพาะอย่างยิ่งจำพวกที่ตอบสนองต่อค่าเฉลี่ย) วัดสัญญาณที่เพี้ยนไปจากรูปคลื่นsine แล้วนำค่าที่วัดได้ไปใช้งานนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูง ซึ่งก่อให้เกิดความผิดพลาดในการวัด โดยที่ผู้วัดเองอาจไม่ทราบว่าได้เกิดความผิดพลาดขึ้นแล้ว ดังนั้นจะเห็นว่าหากสัญญาณที่ต้องการวัดผิดเพี้ยนไปจากรูปคลื่นSineแล้ว ค่าฟอร์มแฟคเตอร์ของสัญญาณก็จะแตกต่างออกไป หากนำเครื่องวัดที่ทำการปรับสเกลจากค่าฟอร์มแฟคเตอร์ของสัญญาณSineมาใช้งาน ค่า RMS ที่อ่านได้ก็จะผิดไปทันที
ในด้านทฤษฎีสามารถหาขนาดของสัญญาณที่ต้องการวัดแต่ไม่เป็นรูปคลื่นSineหรือเป็นรูปคลื่นSineที่เพี้ยนไปได้โดยสัญญาณที่จะวัดนั้นพบว่ามีสัญญาณSineที่มีความถี่อื่นๆปะปนอยู่ด้วยแอมพลิจูดที่ต่างกันไป และเรียกสัญญาณSineที่มีความถี่อื่นๆนี้ว่าฮาร์โมนิก(harmonic) ซึ่งจะมีความถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่มูลฐาน ด้วยแนวคิดนี้เราสามารถหาค่า RMS ของสัญญาณด้วยทฤษฏีการวิเคราะห์ฟูเรียร์(Fourier analysis
Fourier Series คือ เป็นคู่มือทางคณิตศาสตร์ ใช้ในการวิเคราะห์หาผลตอบสนองของ ระบบเชิงเส้นที่มีต่อสัญญาณ non - sine periodic function

หลักการของเครื่องวัดไฟฟ้ากระแสสลับ
โดยทั่วไปแล้วมักจะพบว่าเครื่องวัดส่วนใหญ่ในภาคปฏิบัติจะนิยมใช้มัลติมิเตอร์หรือเครื่องวัดเฉพาะอย่าง (เช่น โวลต์มิเตอร์ หรือแอมป์มิเตอร์ เป็นต้น) ซึ่งเป็นเครื่องวัดแบบชี้ค่า โดยนิยมใช้ชนิดที่มีโครงสร้างเป็นขดลวดเคลื่อนที่ (Moving Coil) ที่ตอบสนองต่อค่าเฉลี่ยของสัญญาณเท่านั้น นั่นหมายถึง เครื่องวัดชนิดนี้ตอบสนองหรือวัดเฉพาะค่าที่เป็นค่าไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น อย่างไรก็ดี เครื่องวัดที่มีโครงสร้างดังกล่าวมีข้อดีคือมีความไวสูง สิ้นเปลืองกำลังน้อย และมีระยะสเกลคงที่ (Linear Scale) แต่อย่างไรก็ตามเพื่อที่จะดัดแปลงเครื่องวัดประเภทนี้ให้สามารถให้ได้กับไฟฟ้ากระแสสลับรูปคลื่นซายน์ จึงมีวงจรเรียงกระแสที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงอยู่ภายในเครื่องวัดด้วย โดยเครื่องวัดนี้จะไม่ทำการวัดไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรงแต่จะวัดค่าของปริมาณไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากวงจรเรียงกระแส แล้วนำมาแปลความหมายเป็นค่าไฟฟ้ากระแสสลับ โดยอาศัยค่าฟอร์มแฟคเตอร์ที่ทำให้ทราบความสัมพันธ์ของค่าอาร์เอ็มเอสต่อค่าเฉลี่ยของสัญญาณการวัดข้อมูลไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น กระแสไฟฟ้าสามารถทำได้สองวิธี คือ วัดเป็นค่า True RMS โดยตรง และวัดเป็นค่าเฉลี่ยแล้วแปลงกลับมาเป็นค่า True RMS แต่ในยุคที่มีฮาร์มอนิก ต้องวัดแบบ True RMS โดยตรงเท่านั้นจึงจะได้ค่าที่ถูกต้อง
โดยสัญญาณที่จะวัดนั้นถูกค้นพบว่าสัญญาณซายน์ที่มีความถี่อื่นๆปะปนอยู่ด้วยแอมปลิจูดที่แตกต่างกันไป เรียกสัญญาณซายน์ที่ความถี่อื่น ๆ นี้ว่าฮาร์โมนิก (Harmonic) ซึ่งอาจจะมีความถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่มูลฐาน (หรือความถี่ของสัญญาณที่กำลังวัด) แนวคิดนี้อธิบายด้วยทฤษฎี การวิเคราะห์ฟูเรีย (fourier analysis) ที่บอกว่าฟังก์ชัน f(t) ของสัญญาณใด ๆได้
ฮาร์มอนิกเป็นตัวการทำให้เกิดความผิดพลาดในการวัดในปัจจุบันนี้การนำเอาเทคโนโลยีทางอิเล็กทรอนิกส์กำลังมาใช้ในงานด้านอุตสาหกรรมและเครื่องใช้ต่าง ๆ มีให้เห็นทั่ว ๆ ไป การนำเอาอิเล็กทรอนิกส์กำลังไปใช้ในการควบคุมเครื่องจักรเป็นที่นิยมกันอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีประสิทธิภาพค่อนข้างดี แต่เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้เป็นโหลดที่ไม่มีความเป็นเชิงเส้นและมีการเปลี่ยนแปลงทางกระแสสูง การเปลี่ยนแปลงกระแสอย่างฉับพลัน เป็นผลทำให้เกิดฮาร์มอนิกหรือสัญญาณรบกวนที่มีความถี่เป็นทวีคูณของความถี่เดิมเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าและทำให้กระแสไฟฟ้าเกิดการผิดเพี้ยนผิดรูปไป
ฮาร์มอนิกเป็นสัญญาณรบกวนอยู่รูปของแรงดันหรือกระแสไฟฟ้าทั้งแรงดันและกระแสไฟฟ้านี้ทำให้รูปคลื่นไซน์มีรูปร่างผิดเพี้ยนไปจากที่ควรจะเป็นในปัจจุบันเทคโนโลยีพัฒนาอย่างรวดเร็ว อุตสาหกรรมด้านอิเล็กทรอนิกส์ได้เจริญก้าวหน้ามาก หากดูผิวเผินเหมือนว่ามีนมีแต่ประโยชน์แต่ถ้าพิจารณาให้ดีแล้ว มันเป็นตัวสร้างปัญญาทางไฟฟ้าไม่น้อยเลยทีเดียวเนื่องจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นและมีการเปลี่ยนแปลงทางกระแสสูงการเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างรวดเร็วเป็นผลให้เกิดฮาร์มอนิก หรือสัญญาณรบกวนที่มีความถี่เป็นจำนวน n เท่าของความถี่มูลฐานในระบบไฟฟ้า ฮาร์มอนิกคือผลรวมของสัญญาณรบกวนในรูปกระแสและแรงดันรวมกับความถี่มูลฐานของระบบโดยฮาร์มอนิกนี้จะมีคามถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่มูลฐานซึ่งระบบไฟฟ้าในบ้านเรามีความถี่มูลฐาน 50 เฮิรตซ์ ฮาร์มอนิกที่ 2 มีความถี่ 100 เฮิรตซ์ และ ฮาร์มอนิกที่ 3 มีความถี่ 15 เฮิตรซ์ ฮาร์มอนิกที่เกิดจาการดึงกระแสจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นจะทำให้รูปสัญญาณของกระแสและแรงดันผิดเพี้ยนไปทำให้กระแสไหลกลับสู่ระบบซึ่งจะก่อให้เกิดความเสียหายแก่ระบบได้

bY M Electrical Eng