Jak wybrać zakres multimetru i analiza błędu pomiaru
Podczas pomiaru za pomocą multimetru wystąpią pewne błędy. Niektóre z tych błędów to maksymalne błędy pomiaru dozwolone przez klasę dokładności samego miernika. Niektóre z nich to błędy ludzkie spowodowane regulacją i niewłaściwym użytkowaniem. Prawidłowo zrozumieć charakterystykę multimetru i przyczyny błędów pomiarowych oraz opanować prawidłowe techniki i metody pomiarowe, można zmniejszyć błędy pomiarowe.
Błąd odczytu przez człowieka jest jedną z przyczyn wpływających na dokładność pomiaru. Jest to nieuniknione, ale można je zminimalizować. Dlatego podczas użytkowania należy zwrócić szczególną uwagę na następujące punkty: 1. Przed pomiarem ustawić multimetr poziomo i wykonać mechaniczną kalibrację zera; 2. Podczas czytania oczy powinny być ustawione prostopadle do wskaźnika; Gdy regulacja jest mniejsza od zera, wymień baterię na nową; 4. Podczas pomiaru rezystancji lub wysokiego napięcia nie ściskaj metalowej części przewodu pomiarowego rękami, aby uniknąć bocznikowania rezystancji ludzkiego ciała, zwiększenia błędu pomiaru lub porażenia prądem; Przed pomiarem odciąć zasilanie w obwodzie i rozładować energię elektryczną zmagazynowaną w kondensatorze. Po wykluczeniu błędów odczytu spowodowanych przez człowieka przeprowadzamy analizę innych błędów.
1. Napięcie multimetru, wybór zakresu prądu i błąd pomiaru
Stopnie dokładności multimetrów są ogólnie podzielone na kilka stopni, takich jak {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5 i 5. W przypadku napięcia stałego, prądu, napięcia przemiennego, prądu itp. kalibracja Poziom dokładności (dokładności) jest wyrażony procentem błędu maksymalnego dopuszczalnego △X i wartością pełnej skali wybranego zakresu. Wyrażony wzorem: procent =(△X/wartość pełnej skali)×100 procent ... 1
(1) Używanie multimetru o różnej dokładności do pomiaru błędu generowanego przez to samo napięcie
Na przykład: Standardowe napięcie wynosi 10V i jest mierzone za pomocą dwóch multimetrów z przekładnią 100 V, poziom 0,5 i poziom 15 V, poziom 2,5. Który miernik ma najmniejszy błąd pomiaru?
Rozwiązanie: Ze wzoru 1 otrzymujemy: ** pomiar licznika blokowego: * maksymalny ** błąd dopuszczalny
△X{{0}}±0,5 procent × 100V=±0,50V.
△X{{0}}±2,5% ×l5V=±0,375V.
Porównując △X1 i △X2, można zauważyć, że chociaż dokładność pierwszego zegarka jest wyższa niż drugiego, błąd pomiaru pierwszego zegarka jest większy niż błąd pomiaru drugiego oglądać. Można więc zauważyć, że przy wyborze multimetru im większa dokładność, tym lepiej. W przypadku multimetru o dużej dokładności konieczne jest wybranie odpowiedniego zakresu. Tylko wybierając właściwy zakres, można wykorzystać potencjalną dokładność multimetru.
(2) Błąd spowodowany pomiarem tego samego napięcia różnymi zakresami multimetru
Na przykład: multimetr MF-30, jego dokładność wynosi 2,5, wybierz bieg 100 V i bieg 25 V, aby zmierzyć standardowe napięcie 23 V, który bieg ma mniejszy błąd?
Rozwiązanie: Maksymalny dopuszczalny błąd pomiaru bloku 100V:
X(100)=±2,5% × 100V=±2,5V.
Maksymalny dopuszczalny błąd pomiaru dla przekładni 25V: △X(25)=±2,5 procent ×25V=±0,625V. Z powyższego rozwiązania widać, że:
Użyj bloku 100 V do pomiaru standardowego napięcia 23 V, a wskazanie multimetru zawiera się w przedziale 20,5 V-25,5 V. Za pomocą bloku 25 V zmierz standardowe napięcie 23 V, a wskazanie na multimetrze mieści się w przedziale 22,375 V-23,625 V. Z powyższych wyników wynika, że △X(100) jest większe niż △X(25), to znaczy błąd pomiaru bloku 100 V jest znacznie większy niż błąd pomiaru bloku 25 V. Dlatego, gdy multimetr mierzy różne napięcia, błędy generowane przez różne zakresy są różne. W przypadku spełnienia wartości mierzonego sygnału należy w miarę możliwości wybrać bieg o najmniejszym zakresie pomiarowym. Zwiększa to dokładność pomiaru.
(3) Błąd spowodowany pomiarem dwóch różnych napięć za pomocą tego samego zakresu multimetru
Na przykład: multimetr MF-30, jego dokładność wynosi 2,5, użyj bloku 100 V do pomiaru standardowego napięcia 20 V i 80 V, który blok ma mniejszy błąd?
Rozwiązanie: Maksymalny błąd względny: △A procent =Maksymalny błąd bezwzględny △X/zmierzona regulacja napięcia standardowego×100 procent , maksymalny błąd bezwzględny przekładni 100V △X(100)=±2,5% ×100V =±2,5 V.
Dla napięcia 20 V jego wartość wskazywana wynosi od 17,5 V{3}},5 V. Maksymalny błąd względny wynosi: A(20) procent =(±2,5V/20V)×100 procent =±12,5 procent .
Dla 80 V jego wartość wskazywana wynosi między 77,5 V{3}},5 V. Jego maksymalny błąd względny wynosi:
A(80) procent =±(2,5V/80V)×100 procent =±3,1 procent .
Porównując maksymalny błąd względny zmierzonego napięcia 20V i 80V, można zauważyć, że błąd pierwszego z nich jest znacznie większy niż drugiego. Dlatego przy użyciu tego samego zakresu multimetru do pomiaru dwóch różnych napięć, ten, kto jest bliżej wartości pełnej skali, będzie miał większą dokładność. Dlatego przy pomiarze napięcia mierzone napięcie powinno być wskazywane powyżej 2/3 zakresu multimetru. Tylko w ten sposób można zmniejszyć błąd pomiaru.
2. Dobór zakresu i błąd pomiaru bariery elektrycznej
Każdy zakres rezystancji elektrycznej może mierzyć wartość rezystancji od 0 do ∞. Skala skali omomierza jest nieliniową, nierówną, odwróconą skalą. Wyraża się ją jako procent długości łuku skali. Ponadto rezystancja wewnętrzna każdego zakresu jest równa mnożnikowi numeru skali centralnej długości łuku skali, co nazywa się „rezystancją centralną”. Oznacza to, że gdy zmierzona rezystancja jest równa rezystancji środkowej wybranego zakresu, prąd płynący w obwodzie jest równy połowie prądu pełnej skali. Wskaźnik wskazuje środek skali. Jego dokładność wyraża następujący wzór:
R procent =(△R/opór środka)×100 procent ……2
(1) Podczas używania multimetru do pomiaru tej samej rezystancji błąd spowodowany wyborem różnych zakresów
Na przykład: multimetr MF{{0}}, centralna rezystancja bloku Rxl0 wynosi 250 Ω; centralny opór bloku Rxl00 wynosi 2,5 kΩ. Klasa dokładności to 2,5. Użyj go do pomiaru standardowej rezystancji 500 Ω i zapytaj, czy użyć przekładni R×10, czy przekładni R×100 do pomiaru, który błąd jest większy? Rozwiązanie: Ze wzoru 2:
Maksymalny dopuszczalny błąd bezwzględny bloku R×l{0}} △R(10)=rezystancja centralna×R procent =250Ω×(±2,5) procent =±6,25Ω. Użyj go do pomiaru standardowej rezystancji 500 Ω, wówczas wskazana wartość standardowej rezystancji 500 Ω mieści się w przedziale 493,75 Ω-506,25 Ω. Maksymalny błąd względny wynosi: ±6,25÷500Ω×100 procent =±1,25 procent .
Maksymalny bezwzględny dopuszczalny błąd bloku R×l00 △R(100)=rezystancji centralnej×R procent 2,5kΩ×(±2,5) procent =±62,5Ω. Użyj go do pomiaru standardowej rezystancji 500 Ω, wówczas wskazana wartość standardowej rezystancji 500 Ω mieści się w przedziale 437,5 Ω-562,5 Ω. Maksymalny błąd względny wynosi: ±62,5÷500Ω×100 procent =±10,5 procent .
Z porównania wyników obliczeń wynika, że błąd pomiaru zmienia się znacznie przy wyborze różnych zakresów rezystancji. Dlatego przy wyborze zakresu przełożeń staraj się, aby zmierzona wartość rezystancji znajdowała się w środku długości łuku skali zakresu. Dokładność pomiaru będzie wyższa.
