Analiza błędów pomiaru napięcia za pomocą multimetrów cyfrowych i multimetrów analogowych (wskaźnikowych).
Jeśli mierzone napięcie to prąd sieciowy, czyli prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz, a oba multimetry są kwalifikowane, może to jedynie wskazywać, że rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest zbyt duża. Przy tej samej częstotliwości największym czynnikiem wpływającym na wyniki pomiaru napięcia multimetru analogowego (wskazówkowego) i multimetru cyfrowego jest różnica rezystancji wewnętrznej, która jest dość duża i nie jest tego samego rzędu wielkości. Gdy rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest mała, różnica nie jest oczywista. Gdy rezystancja wewnętrzna mierzonego napięcia jest duża, wyniki pomiarów będą się znacznie różnić.
W takim przypadku możliwe jest, że zmierzone napięcie nie jest rzeczywistym napięciem przewodu zasilającego 220 V pod napięciem, jest napięciem zmierzonym po przejściu przewodu pod napięciem przez jakieś urządzenie elektryczne lub jest napięciem powłoki upływowej urządzenia elektrycznego.
Pomijając powyższe możliwości, może to jedynie wskazywać, że jeden z dwóch multimetrów jest niedokładny i wymaga naprawy oraz kalibracji.
Kiedy wystąpi błąd w pomiarze napięcia, należy przede wszystkim dowiedzieć się, jaka jest częstotliwość mierzonego napięcia przemiennego w Hz? Czy to napięcie jest czystą falą sinusoidalną?
W przypadku różnych multimetrów dostępnych obecnie na rynku instrukcje obsługi wskazują zakres odpowiedzi częstotliwościowej i kształt fali prądu przemiennego multimetru podczas pomiaru napięcia przemiennego. W przypadku różnych zwykłych multimetrów cyfrowych ich pasmo przenoszenia wynosi zazwyczaj 40-1000 Hz i wymagana jest fala sinusoidalna (ze stopniem zniekształceń mniejszym lub równym 1%). Nie gwarantuje się dokładności pomiaru mierzonego napięcia przemiennego wykraczającego poza powyższy zakres. Dzieje się tak dlatego, że obwody konwersji AC/DC (prąd przemienny/prąd stały) w większości multimetrów cyfrowych są zasadniczo zaprojektowane przy użyciu podwójnego wzmacniacza operacyjnego o małej-mocy TL062. GBW (produkt pasma wzmocnienia) tego wzmacniacza operacyjnego jest ograniczony, więc multimetry cyfrowe nie mogą mierzyć napięć przemiennych o wysokiej częstotliwości (oczywiście jest to również powiązane z tym, czy rezystory dzielące napięcie multimetru mają kompensację).
Jeśli chodzi o ogólne multimetry analogowe (wskazówkowe) (które zostały wynalezione przez Amerykanów i mają 100-letnią historię), ich wewnętrzna budowa jest dość prosta. Wewnątrz znajduje się tylko głowica miernika-o wysokiej czułości + prostownik diodowy + rezystory dzielące napięcie (w celu poprawy czułości kilka multimetrów analogowych dodaje wzmacniacz prądu przemiennego składający się ze wzmacniacza operacyjnego pomiędzy głowicą miernika a rezystorami dzielącymi napięcie). Dlatego też dokładności pomiaru tego rodzaju starego i niedrogiego multimetru po prostu nie da się porównać z dokładnością multimetrów cyfrowych. Ogólnie rzecz biorąc, rezystory dzielące napięcie tego rodzaju multimetru nie mają kompensacji pojemności, więc ich pasmo przenoszenia wynosi zazwyczaj 40–400 Hz.
Jeśli różnica w pomiarach tego samego napięcia przemiennego między dwoma multimetrami wynosi dziesiątki woltów, przede wszystkim należy sprawdzić ich sieci rezystorów dzielących napięcie, aby sprawdzić, czy wartość któregoś z rezystorów uległa zmianie. Jeśli wszystko jest w porządku, w przypadku multimetru analogowego możesz także sprawdzić, czy wskazówka jego głowicy miernika może wskazywać pozycję zerową. W przypadku multimetru cyfrowego można sprawdzić, czy potencjometr kalibracyjny jego zakresu napięcia przemiennego nie jest poluzowany.
Nawiasem mówiąc, jeśli chcesz dokładnie zmierzyć napięcie przemienne dowolnego kształtu fali, zaleca się zakup multimetru prawdziwej średniej kwadratowej (TRMS). Ten rodzaj multimetru może dokładnie mierzyć napięcia przemienne różnych przebiegów, takich jak fale sinusoidalne, fale trójkątne i fale prostokątne, i nie ma to nic wspólnego ze stopniem zniekształceń.
