Wybór zakresu multimetru i analiza błędów pomiarowych
Poziom dokładności multimetru jest ogólnie podzielony na kilka poziomów, takich jak {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5 i 5. W przypadku napięcia stałego, prądu, napięcia przemiennego, prądu i innych biegów, kalibracja poziomu dokładności (dokładności) wyrażona jest procentem maksymalnego bezwzględnego błędu dopuszczalnego △X i wartością pełnej skali wybranego zakresu. Wyrażony wzorem: procent =(△X/wartość pełnej skali)×100 procent ... 1
(1) Używanie multimetrów o różnej dokładności do pomiaru błędu generowanego przez to samo napięcie
Na przykład: Standardowe napięcie wynosi 10V, a do pomiaru służą dwa multimetry o zakresie 100V, poziomie 0,5 i poziomie 15V, poziomie 2,5. Który miernik ma mniejszy błąd pomiaru?
Rozwiązanie: Ze wzoru 1 możemy otrzymać: pierwszy pomiar licznika: maksymalny bezwzględny błąd dopuszczalny
△X{{0}}±0,5 procent × 100V=±0,50V.
Drugi test miernika: maksymalny bezwzględny dopuszczalny błąd
△X{{0}}±2,5% ×l5V=±0,375V.
Porównując △X1 i △X2, można zauważyć, że chociaż dokładność pierwszego zegarka jest wyższa niż drugiego zegarka, błąd generowany przez pomiar za pomocą pierwszego zegarka jest większy niż błąd generowany przez drugi zegarek. 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 stopnia, wybierz bieg 100 V i bieg 25 V, aby zmierzyć standardowe napięcie 23 V, który bieg ma mniejszy błąd?
Rozwiązanie: Maksymalny bezwzględny dopuszczalny błąd dla przekładni 100V:
X(100)=±2,5% × 100V=±2,5V.
Maksymalny dopuszczalny błąd bezwzględny dla przekładni 25 V: △X(25)=±2,5 procent ×25V=±0,625V. Z powyższego rozwiązania widać, że:
Użyj przekładni 100 V do pomiaru standardowego napięcia 23 V, a wartość wyświetlana na multimetrze wynosi między 20,5 V{4}},5 V. Użyj bloku 25 V do pomiaru standardowego napięcia 23 V, a wartość wskazana na multimetrze wynosi między 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 ma dokładność 2,5 stopnia. Użyj przekładni 100 V do pomiaru standardowego napięcia 20 V i 80 V. Który bieg ma mniejszy błąd?
Rozwiązanie: Maksymalny błąd względny: △A procent =Maksymalny błąd bezwzględny △X/zmierzona regulacja napięcia standardowego×100 procent , maksymalny błąd bezwzględny przekładni 100 V △X(100)=±2,5 procent × 100 V=±2,5 V.
Dla napięcia 20 V jego wartość wskazywana wynosi od 17,5 V{3}},5 V. Jej 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 zmierzyć go z przekładnią R × 10, czy z przekładnią R × 100, która z nich ma większy błąd? Rozwiązanie: Ze wzoru 2:
Maksymalny bezwzględny dopuszczalny błąd bloku R×l0 △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 dopuszczalny błąd bezwzględny bloku R×l{0}} △R(100)=rezystancja centralna×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.
