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RMS和峰值信号 - 交流 - 直流电压信号转换的结果

来源:未知 发布时间:2019-04-16热度:

  在振动变送器的电子设备信号调节过程中,AC电压信号到DC电压信号的转换是所得电流信号缩放的主要决定因素。

  为了深入了解这种AC到DC转换过程,我们***先回顾一下交流(AC)和直流(DC)电压信号。

交流(AC)和直流(DC)电压信号
交流(AC)和直流(DC)电压信号

  交流电(AC)是电流,其中电荷流周期性地反转方向。

  直流(DC)是其中电荷流仅在一个方向上的电流。

  将AC信号转换为DC信号并不像对各个AC信号值求平均那么简单。对于具有相等的正半周和负半周的正弦波,这种平均将导致零值的无价值测量。相反,为了获得有用的结果,计算称为AC信号的均方根(RMS)电压的加权平均值。得到的值是等效的DC电压输出,其将在电阻性负载中产生与相应的AC电压信号相同的功率耗散量(即,热量)。

  要计算任何AC信号的RMS电压:

  将AC波形的一个周期(即,一个正半周期和一个负半周期)划分为多个切片,每个切片足够小以在该时间段期间表示恒定电压。

在该时间段期间表示恒定电压
在该时间段期间表示恒定电压

  对每个单***的恒定电压进行平方。每个单***电压的这种平方将所有电压(无论是正的还是负的)转换为正值。

  取所有这些方格的平均值(平均值)。

  取平均值的平方根。

  对于简单的正弦波,计算过程比上述简单得多,因为波形具有相等的正半周和负半周。结果,负半周期和正半周期中的RMS电压和峰值电压值始终具有相同的幅度。峰 - 峰电压数据始终具有来自波形上的正半周和负半周的相等贡献。有关RMS电压,峰值电压和峰峰值电压之间关系的说明。

峰值电压和峰峰值电压之间关系的说明
峰值电压和峰峰值电压之间关系的说明

  RMS电压(V RMS)可以通过将峰值电压(V P)乘以2的平方根来计算。计算在下面的公式描述中表示。

  根据RMS电压值,可以基于以下等式计算峰值电压(VP)和峰峰值电压(VP-P)。与上述RMS电压方程一样,只有在波形为正弦波时才能使用以下方程。

  由于使用均方根(RMS)方法进行AC到DC转换,所有频率数据都已丢失,并且无论是否检查等效RMS或峰值DC电压,AC信号的峰值都已完全平滑(和随后的电流信号。这使得产生的4-20 mA信号非常适合长期过程监控,但不适用于深入分析。有关插图,请参见图。

RMS和峰值信号 - 交流 - 直流电压信号转换的结果
RMS和峰值信号 - 交流 - 直流电压信号转换的结果

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