اغلب تجهیزات اندازهگیری ولتاژ، جریان، و توان در مدارات قدرتAC مبتنی بر این فرض هستند که شکل موج جریان و ولتاژ تقریباً سینوسی است. در صورتیکه این پیش فرض نامعتبر باشد، خطاهای غیر منتظرهای بوجود میآید. زمانی که اینگونه خطاها در اندازهگیریها روی میدهد و در نتیجه وجود بارهای غیر سینوسی پدیدههایی از قبیل اضافه بار(اضافه حرارت) هادیها، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات توزیع انرژی الکتریکی به وجود میآید.
در سالهای اخیر منابع تغذیه غیرخطی در تجهیزات اداری و تجاری، کامپیوترها، ماشینهای تکثیر، دستگاههای صوتی تصویری، سیستمهای روشنایی فلورسنت، دیمرها و سیستمهای کنترل دور موتور به شدت فراگیر شده اند. بارهای غیرخطی بارهایی هستند که از سیستم تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم، برای کنترل بهتر و صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده میکنند. این (غیرخطی بودن) یک نقیصه نیست. اما باید در محاسبات و اندازهگیریها مد نظر قرار گیرد.
واژهRMS مخفف عبارت "ریشه دوم متوسط مربعات" است. از نظر ریاضی این عبارت یعنی اینکه مقادیر لحظهای را به توان دو میرسانید، از مربعات متوسط گیری میکنید، و سپس جذر این متوسط مربعات را محاسبه میکنید. ارزش یا معیار RMS یك ارزش موثر ولتاژ یا جریان متغییر می باشد، بدین معنی كه این ولتاژ تاثیر اصلی اش در مدار معادل آن مقدار است
بعنوان مثال یك لامپ كه به ولتاژ 24 ولت RMS متصل شده، همان مقدار روشنائی را دارد كه اگر به یك ولتاژ 24 ولت مستقیم متصل میشد. به هر حال نور لامپی كه با ولتاژ 24 ولت AC روشن شود، كمتر است از نور لامپی كه با 24 ولت مستقیم روشن شود. چون ولتاژ موثر 24 ولت AC برابر است با 16.8 ولت یعنی برابر با 16.8 ولت مستقیم نور میدهد.
حال اگر فرض شود که بار خطی است به راحتی با ضرب عدد 0.7 در مقدار پیک ولتاژ مقدار RMS به دست میآید و در غیر این صورت باید از فرمول اصلی RMS که در تعریف آن بیان شد، استفاده شود. یکی از چیپهای کاربردی و مفید در این زمینه که میتواند مقدار واقعی RMS ولتاژ یا جریان را محاسبه نماید چیپ AD736 میباشد.
آیسی AD736JN یک مبدل True RMS به DC محصول شرکت ANALOG DEVICE میباشد. در واقع AD736 کار تبدیل مقدار موثر(RMS) هر سیگنال AC را بدون توجه به شکل موج آن به یک مقدار DC انجام میدهد. حداکثر مقدار خطای قرائت این آیسی برای سیگنال سینوسی ±0.3 mV ± 0.3% میباشد.
برای محاسبه مقدار RMS واقعی از مدارات آنالوگ بهره میگیرد . این آیسی مداری را مورد استفاده قرار میدهد که از ولتاژ (یا جریان) ورودی لگاریتم میگیرد، این مقدار را دو برابر میکند، از آن متوسطگیری میکند، و سپس از مقدار نصف متوسط آنتی لگاریتم میگیرد. این روش معادل این است که ولتاژ را به توان دو برسانیم، از مربعات متوسط گیری کنیم، و سپس ریشه دوم (جذر) متوسطها را محاسبه کنیم.
مقدار ثابت زمانی محاسبات با مدار متوسط گیری تنظیم میشود، و میتواند به صورت نوعی از چند میلی ثانیه تا چندین هزار میلی ثانیه تنظیم شود. مقادیر ثابت زمانی طولانیتر میزان ریپل کمتری در خروجی ایجاد مینماید. اما منجر به کاهش سرعت پاسخگویی میشود.
بنابراین شما با حداقل قطعات میتوانید یک مبدل RMS سخت افزاری بسیار کوچک داشته باشید که مطمعن هستید با حداقل خطا قادر به کار میباشد. شما میتوانید از این چیپ در پروژههای اندازه گیری ،کنترل کننده ها، ساخت اینورترها و مبدلها استفاده نمایید.