Wat is True-RMS?

Moderne elektrische installaties bevatten elektronische apparatuur. Denk aan frequentieregelaars, computers, ledverlichting, schakelende voedingen en andere elektronisch geregelde apparaten. Deze belastingen nemen stroom vaak niet gelijkmatig op, maar in korte pulsen. Hierdoor wijkt de stroomgolfvorm af van de ideale sinusvorm.

Dat heeft gevolgen voor het meten van wisselstromen. Een conventionele multimeter of stroomtang kan bij een vervormde golfvorm een aanzienlijk verkeerde meetwaarde aangeven. Een zogenaamde average responding-meter bij dergelijke belastingen zelfs een waarde aangeven die tot 50% te laag is.

Maar waarom gebeurt dat? En waarom is een True-RMS-meter bij moderne elektrische installaties zo belangrijk?

Wat betekent RMS?

RMS staat voor Root Mean Square en wordt in het Nederlands ook wel de effectieve waarde genoemd. Bij wisselstroom geeft deze waarde aan welke gelijkstroom dezelfde hoeveelheid warmte in een weerstand zou veroorzaken.

Een traditionele average responding-meter bepaalt deze waarde niet rechtstreeks. De meter richt het wisselstroomsignaal gelijk, bepaalt daarvan de gemiddelde waarde en vermenigvuldigt deze vervolgens met een factor 1,1. Bij een perfecte sinusgolf bestaat namelijk een vaste verhouding tussen de gemiddelde en effectieve waarde.

Zolang de gemeten stroom een mooie sinusvorm heeft, werkt deze methode prima. Het probleem ontstaat zodra de golfvorm wordt vervormd.

Lineaire en niet-lineaire belastingen

Bij lineaire belastingen, zoals weerstanden, spoelen en condensatoren, volgt de opgenomen stroom doorgaans een sinusvorm. Een average responding-meter kan deze stroom daarom correct meten.

Bij niet-lineaire belastingen ligt dat anders. Apparatuur met bijvoorbeeld schakelende voedingen of frequentieregelaars kan een sterk vervormde stroom veroorzaken. De vaste rekenfactor die een conventionele meter gebruikt, is dan niet meer geldig. Zo kan het bijvoorbeeld voorkomen dat een zekering van 14 A aanspreekt, terwijl een conventionele meter slechts 10 A aangeeft. De gemeten waarde suggereert dan dat er geen overbelasting is, terwijl de werkelijke effectieve stroom aanzienlijk hoger kan zijn.

Het verschil tussen average responding en True-RMS

Een True-RMS-meter pakt de meting anders aan. In plaats van uit te gaan van een vaste verhouding die alleen voor een sinusvorm geldt, bepaalt de meter elektronisch de werkelijke effectieve waarde van het wisselstroomsignaal. Daardoor kan een True-RMS-meter zowel sinusvormige als vervormde stromen correct meten.

Vooral bij installaties waarin veel moderne elektronische apparatuur wordt toegepast, biedt een True-RMS-meting daarom aanzienlijk meer zekerheid.

Niet iedere True-RMS-meter is hetzelfde

De aanduiding True-RMS alleen is echter niet voldoende om te bepalen of een meetinstrument geschikt is voor iedere toepassing. Twee andere eigenschappen zijn eveneens belangrijk: de crest-factor en de bandbreedte.

Wat is de crest-factor?

De crest-factor geeft een indicatie van de mate waarin een stroomgolfvorm is vervormd. Deze wordt berekend door de piekwaarde van de stroom te delen door de werkelijke effectieve True-RMS-waarde.

Een perfecte sinusgolf heeft een crest-factor van 1,414. Bij sterk vervormde signalen met smalle, hoge stroompieken kan deze waarde aanzienlijk hoger liggen.

Dat is belangrijk bij de keuze van een meetinstrument. Een True-RMS-meter met een maximale crest-factor van slechts 1,5 is feitelijk alleen geschikt voor vrijwel ideale sinusgolven. Voor metingen aan voedingssystemen is een crest-factor van 3 in de meeste gevallen voldoende.

Ook de bandbreedte speelt een belangrijke rol

Naast de crest-factor moet u bij de keuze van een True-RMS-meter rekening houden met de bandbreedte.

Een vervormde stroomgolf bestaat namelijk niet alleen uit de basisfrequentie van 50 Hz. De golfvorm kan daarnaast hogere harmonische frequentiecomponenten bevatten. In het voorbeeld van een pc zijn onder andere componenten van 150, 250 en 350 Hz aanwezig.

Een True-RMS-meter met een bandbreedte van slechts 50 Hz kan deze hogere frequenties niet correct meenemen. Hierdoor kan ondanks de True-RMS-meettechniek alsnog een verkeerde meetwaarde ontstaan. Een bandbreedte van minimaal 1 kHz is doorgaans voldoende voor nauwkeurige metingen van vervormde golfvormen in vrijwel alle commerciële en industriële voedingssystemen.

Dit is een belangrijk aandachtspunt: True-RMS is dus geen garantie voor een correcte meting onder alle omstandigheden. De crest-factor én bandbreedte van het instrument moeten passen bij het te meten signaal.

Wanneer heeft u een True-RMS-meter nodig?

In een installatie met uitsluitend lineaire belastingen en zuiver sinusvormige stromen kan een conventionele average responding-meter voldoende zijn. In moderne bedrijfsinstallaties komt die situatie echter steeds minder vaak voor.

Een True-RMS-multimeter of -stroomtang is met name aan te raden wanneer u meet aan installaties met bijvoorbeeld:

• Frequentieregelaars en elektronisch geregelde motoren.
• Computers en IT-apparatuur.
• Schakelende voedingen.
• Elektronische apparatuur met niet-lineaire stroomopname.                  
• Andere belastingen waarbij harmonischen en vervormde stroomgolfvormen kunnen optreden.

Juist bij storingzoeken is een betrouwbare meetwaarde essentieel. Wanneer een beveiliging aanspreekt terwijl de gemeten stroom ogenschijnlijk binnen de toegestane waarden blijft, kan een verkeerde meetmethode u immers op het verkeerde spoor zetten.