Analiza błędu pomiaru napięcia pomiędzy multimetrem cyfrowym a multimetrem wskaźnikowym
Jeśli mierzone napięcie jest sieciowe, czyli 50 Hz AC, a oba mierniki są kwalifikowane, może to jedynie wskazywać, że rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest zbyt duża. Największym czynnikiem wpływającym na wyniki pomiaru napięcia multimetrem wskazówkowym i multimetrem cyfrowym 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 może się zdarzyć, że zmierzone napięcie nie będzie rzeczywistym napięciem w linii zasilającej z przewodem pod napięciem 220 V, napięciem zmierzonym po przejściu przewodu pod napięciem przez określone urządzenie elektryczne lub napięciem obudowy upływowej urządzenia elektrycznego.
Wykluczenie powyższych możliwości może jedynie wskazywać, że jeden z dwóch liczników jest niedokładny i wymaga konserwacji i kalibracji.
Wystąpił błąd w pomiarze napięcia. Najpierw musisz dowiedzieć się, jaka jest częstotliwość zmierzonego napięcia prądu przemiennego w Hz? Czy to napięcie jest czystą falą sinusoidalną?
Wszystkie rodzaje multimetrów dostępnych obecnie na rynku mają zakres odpowiedzi częstotliwościowej i przebieg prądu przemiennego wskazane w instrukcjach obsługi podczas pomiaru napięcia 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 jest zaprojektowana przy użyciu podwójnego wzmacniacza operacyjnego TL062 o małej mocy, który ma ograniczone GBW (produkt pasma wzmocnienia), więc multimetry cyfrowe nie mogą mierzyć napięcia prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości (oczywiście zależy to również od od tego, czy dzielnik napięcia multimetru jest kompensowany).
Jeśli chodzi o typowy multimetr wskaźnikowy (który został wynaleziony przez Amerykanów i istnieje od 100 lat), jego wewnętrzna budowa jest dość prosta i składa się z głowicy pomiarowej o wysokiej czułości, prostownika diodowego i dzielnika napięcia (kilka multimetrów wskaźnikowych dodać wzmacniacz operacyjny pomiędzy głowicą miernika a dzielnikiem napięcia, aby poprawić czułość). Dlatego też dokładność pomiaru tego starożytnego i niedrogiego multimetru nie może być porównywana z dokładnością multimetru cyfrowego. Dzielnik napięcia w tego typu mierniku zazwyczaj nie ma kompensacji pojemności, więc jego charakterystyka częstotliwościowa wynosi zazwyczaj 40-400 Hz.
Dwa metry mierzą to samo napięcie prądu przemiennego z różnicą kilkudziesięciu woltów. Najpierw musisz sprawdzić ich sieć rezystancji dzielnika napięcia, aby sprawdzić, czy któryś z rezystorów zmienił wartość? Jeśli wszystko jest w porządku, czy możesz również sprawdzić, czy wskazówka multimetru wskaźnikowego może wskazywać pozycję zerową? Czy w przypadku multimetru cyfrowego można sprawdzić, czy potencjometr kalibracji jego zakresu napięcia AC nie jest poluzowany?
Nawiasem mówiąc, jeśli chcesz dokładnie zmierzyć napięcie prądu przemiennego dowolnego kształtu fali, zaleca się zakup multimetru o rzeczywistej wartości skutecznej (TRMS). Ten typ multimetru może dokładnie mierzyć napięcie prądu przemiennego o różnych kształtach fal, takich jak fale sinusoidalne, fale trójkątne, fale prostokątne itp., i jest niezależny od zniekształceń.
Ten przenośny multimetr o rzeczywistej wartości skutecznej zazwyczaj wykorzystuje dedykowane układy scalone TRMS AD736 i AD737 (wyprodukowane przez firmę Analog Devices w Stanach Zjednoczonych) dla obwodu konwersji AC/DC, umożliwiając pomiar napięcia AC w dowolnym kształcie fali.
