Analiza błędów pomiaru napięcia multimetrem cyfrowym/multimetrem wskaźnikowym
Jeśli mierzone napięcie to prąd przemienny, czyli 50 Hz, a oba mierniki są kwalifikowane, może to jedynie wskazywać, że rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest zbyt duża. Największym czynnikiem wpływającym na wyniki pomiarów napięcia multimetru wskazówkowego i multimetru cyfrowego na tej samej częstotliwości jest różnica rezystancji wewnętrznej, która jest znacząca i nie jest tego samego rzędu wielkości. Gdy rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest mała, różnica nie jest znacząca. Gdy rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest duża, wyniki pomiarów będą się znacząco różnić.
W tej sytuacji zmierzone napięcie może nie być rzeczywistym napięciem w linii energetycznej 220 V pod napięciem, napięciem zmierzonym po przejściu linii pod napięciem przez jakieś urządzenie elektryczne lub napięciem powłoki upływowej.
Pomijając powyższe możliwości, może to jedynie wskazywać, że jeden z dwóch liczników jest niedokładny i wymaga konserwacji i kalibracji.
Wystąpił błąd w pomiarze napięcia. Najpierw należy wyjaśnić, jaka jest częstotliwość mierzonego napięcia prądu przemiennego w Hz? Czy to napięcie jest czystą falą sinusoidalną?
Wszystkie rodzaje multimetrów dostępnych na rynku mają obecnie zakres odpowiedzi częstotliwościowej i przebieg prądu przemiennego zaznaczone w instrukcjach obsługi podczas pomiaru napięcia prądu przemiennego. W przypadku różnych zwykłych multimetrów cyfrowych ich pasmo przenoszenia wynosi zazwyczaj 40-1000 Hz i wymagana jest fala sinusoidalna (zniekształcenie mniejsze niż lub równe 1%). Zmierzone napięcie prądu przemiennego wykraczające poza powyższy zakres nie gwarantuje dokładności pomiaru. Dzieje się tak dlatego, że większość obwodów konwersji AC/DC w multimetrach cyfrowych zaprojektowano przy użyciu podwójnego wzmacniacza operacyjnego o małej mocy TL062, który ma produkt o ograniczonej przepustowości wzmocnienia (GBW). Dlatego multimetry cyfrowe nie mogą mierzyć napięcia prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości (oczywiście zależy to również od tego, czy rezystor dzielnika napięcia multimetru jest kompensowany).
Jeśli chodzi o zwykły multimetr wskazówkowy (który został wynaleziony po raz pierwszy przez Amerykanów, a minęło już 100 lat), jego wewnętrzna budowa jest dość prosta, z bardzo czułą głowicą miernika, diodą prostowniczą i dzielnikiem napięcia (niektóre multimetry wskaźnikowe dodają wzmacniacz prądu przemiennego składający się z wzmacniacz operacyjny pomiędzy głowicą miernika a dzielnikiem napięcia w celu poprawy czułości). Dlatego też dokładność pomiaru tego starożytnego i taniego multimetru nie może być porównywalna z dokładnością multimetru cyfrowego. Dzielnik napięcia tego rodzaju miernika na ogół nie jest kompensowany ze względu na pojemność, więc jego charakterystyka częstotliwościowa wynosi zazwyczaj 40-400 Hz.
Dwa metry mierzą to samo napięcie prądu przemiennego z różnicą kilkudziesięciu woltów. Najpierw należy sprawdzić ich sieci rezystorów dzielnika napięcia, aby sprawdzić, czy któryś z rezystorów zmienił wartość? Jeśli wszystko jest w porządku, w przypadku multimetru wskaźnikowego możesz także sprawdzić, czy jego wskaźnik nagłówka może wskazywać zero? Czy w przypadku multimetru cyfrowego można sprawdzić, czy potencjometr kalibracji dla jego zakresu napięcia AC nie jest poluzowany?
Nawiasem mówiąc, jeśli chcesz dokładnie zmierzyć napięcie prądu przemiennego o dowolnym kształcie fali, zaleca się zakup multimetru True RMS (TRMS). Ten multimetr może dokładnie mierzyć napięcie prądu przemiennego o różnych kształtach fal, takich jak fale sinusoidalne, fale trójkątne, fale prostokątne itp., i jest niezależny od zniekształceń.
