Analiza wpływu błędów multimetru na wyniki pomiarów
Im większa rezystancja wewnętrzna Rv woltomierza, tym bliższa zmierzona wartość jest wartości rzeczywistej, która jest mniejsza od zmierzonego napięcia, tym mniejszy błąd i większa czułość. Dlatego zakres rezystancji multimetru jest parametrem multimetru. W artykule na podstawie analizy wyciągnięto następujące wnioski:
1. Jeżeli do pomiaru tego samego obiektu użyte zostaną dwa multimetry o różnej czułości napięciowej, błąd pomiaru multimetru o wyższej czułości napięciowej będzie mniejszy niż multimetru o niższej czułości napięciowej.
2. Dla różnych zakresów tego samego multimetru, im większy zakres napięć, tym większa rezystancja wewnętrzna i tym mniejszy wpływ błędów na wyniki pomiaru.
Oto przykład ilustrujący wpływ błędów na wyniki pomiarów. Analizę błędów podczas pomiaru napięcia przedstawiono na rysunku.
Na rysunku zasilacz prądu stałego U=10v o rezystancji wewnętrznej r=200K Ω. Do pomiaru tego napięcia wybrano multimetr o czułości napięciowej 20 KΩ/V. Jak bardzo błąd wpływa na wyniki pomiarów? Jeśli wybierzemy 50V zamiast 10V, przy rezystancji wewnętrznej 1M Ω, jak duży wpływ będzie miał błąd na wyniki pomiaru?
Rozwiązanie:
Przy pierwszym pomiarze należy wybrać zakres napięcia 10V i rezystancję wewnętrzną Rv=200k Ω, następnie:
Błąd względny to:
Przy drugim pomiarze wybierz zakres napięcia 50V i rezystancję wewnętrzną Rv=1M Ω, następnie:
Błąd względny to:
Można zauważyć, że błąd względny ma mniejszy wpływ na wyniki pomiaru podczas drugiego pomiaru. Oznacza to, że w procesie pomiarowym, aby zapewnić jego czułość i zmniejszyć błędy pomiaru, czasami można wybrać także większy zakres napięcia. Dzieje się tak dlatego, że im większy zakres napięcia, tym większa rezystancja wewnętrzna i wyższa czułość napięciowa. Oczywiście nie można dobrać zbyt dużego zakresu napięć, w przeciwnym razie kąt odchylenia wskazówki będzie za mały i odczyt będzie niedokładny. Wewnętrzna rezystancja zasilacza prądu przemiennego jest zwykle niska, a do pomiaru napięcia prądu przemiennego można użyć multimetru o czułości na niskie napięcie.
Z powyższej analizy można wywnioskować, że przy pomiarze napięcia multimetrem lepiej jest mieć wyższą rezystancję wewnętrzną w zakresie napięcia multimetru, ponieważ głowica miernika multimetru jest połączona równolegle z mierzonym obwodem. Im większa rezystancja wewnętrzna miernika, tym mniejszy wpływ błędów na wyniki pomiaru i tym większa czułość.
