均方根值计算公式是什么?

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均方根值计算公式是什么?,第1张

正弦信号的均方根值求法

方根值,也称方均根值或有效值,它的计算方法是先平方、再平均、然后开方。在物理学中,我们常用均方根值来分析噪声。同时,它也是定义AC波的有效电压或电流的一种最普遍的数学方法。

随机信号的特性

随机过程的各个样本记录都不一样,因此不能象确定性信号那样用明确的数学关系式来表达。但是,这些样本记录却有共同的统计特性,常用的有以下几个主要的统计函数:

(1)均方值、均值和方差

(2)概率密度函数;

(3)自相关函数;

(4)功率谱密度函数;

(5)联合统计特性。

1 :均值

均值表示信号中直流分量的大小,用E(x)表示。对于高斯白噪声信号而言,它的均值为0,所以它只有交流分量。

2: 均值的平方

均值的平方,用{E(x)}^2表示,它表示的是信号中直流分量的功率。

3: 均方值

均方值表示信号平方后的均值,用E(x^2)表示。均方值表示信号的平均功率。信号的平均功率 = 信号交流分量功率 + 信号直流分量功率,例如:x、y、z 3项求均方值。均方值=(x的平方+y的平方+z的平方)/3

4: 均方根值

均方根值,用RMS(root mean square),既均方值的开根号       

5 :均方差

均方差(mean square error),用MSE表示。均方差是各数据偏离真实值的距离平方和的平均数,也即误差平方和的平均数,计算公式形式上接近方差,它的开方叫均方根误差,均方根误差才和标准差形式上接近。均方差有时候被认为等同于方差。

均方根值也称作为效值,它的计算方法是先平方、再平均、然后开方。比如幅度为100V而占空比为0.5的方波信号,如果按平均值计算,它的电压只有50V,而按均方根值计算则有70.71V。这是为什么呢?举一个例子,有一组100伏的电池组,每次供电10分钟之后停10分钟,也就是说占空比为一半。如果这组电池带动的是10Ω电阻,供电的10分钟产生10A的电流和1000W的功率,停电时电流和功率为零。

那么在20分钟的一个周期内其平均功率为500W,这相当于70.71V的直流电向10Ω电阻供电所产生的功率。而50V直流电压向10Ω电阻供电只能产生的250W的功率。对于电机与变压器而言,只要均方根电流不超过额定电流,即使在一定时间内过载,也不会烧坏。 PMTS1.0抽油机电能图测试仪对电流、电压与功率的测试计算都是按有效值进行的,不会因为电流电压波形畸变而测不准。这一点对于测试变频器拖动的电机特别有用。

正弦信号的均方根值求法

rms=(Vpp/2)*sqrt(2)