Wprowadzenie do specyfikacji technicznych multimetrów cyfrowych
1. Liczba wyświetlanych cyfr i charakterystyka wyświetlania
Cyfry wyświetlane na multimetrze cyfrowym mają zwykle długość od 31/2 do 81/2 cyfr. Istnieją dwie zasady określania cyfr wyświetlacza instrumentu cyfrowego:
Po pierwsze, liczba cyfr, za pomocą których można wyświetlić wszystkie liczby od 0 do 9, jest liczbą całkowitą;
Po drugie, wartość liczbowa cyfry ułamkowej jest reprezentowana przez wyższą cyfrę w * dużej wartości wyświetlacza jako licznik. Przy pełnej skali wartość wynosi 2000, co oznacza, że przyrząd ma 3 cyfry całkowite. Licznik cyfry dziesiętnej wynosi 1, a mianownik wynosi 2, dlatego nazywa się to cyfrą 31/2, wymawianą jako „trzy i pół cyfry”. Wysoka cyfra może wyświetlać tylko 0 lub 1 (0 zwykle nie jest wyświetlane).
Wysoki bit * cyfry 32/3 (wymawiane jako „trzy i dwie trzecie cyfry”) multimetru cyfrowego może wyświetlać tylko 0-2 cyfr, więc * duża wartość wyświetlacza wynosi ± 2999. W tej samej sytuacji jest o 50 procent wyższy niż limit multimetru cyfrowego 31/2 cyfry, szczególnie przydatny przy pomiarze napięcia prądu przemiennego 380 V.
Na przykład podczas pomiaru napięcia sieci energetycznej za pomocą multimetru cyfrowego najwyższa cyfra zwykłego multimetru cyfrowego 31/2 cyfry może wynosić tylko 0 lub 1. Aby zmierzyć napięcie sieci energetycznej 220 V lub 380 V, można podać tylko trzy cyfry wyświetlane, a rozdzielczość tego zakresu wynosi tylko 1 V.
W przeciwieństwie do tego, używając 33/4-bitowego multimetru cyfrowego do pomiaru napięcia sieci, wysoki bit może wyświetlić 0-3, które można wyświetlić w postaci czterech cyfr z rozdzielczością 0,1 V, co jest tym samym, co 41/2-bitowy multimetr cyfrowy.
Uniwersalne multimetry cyfrowe zazwyczaj należą do multimetrów ręcznych z wyświetlaczem 31/2 cyfry. Multimetry cyfrowe 41/2, 51/2 cyfry (poniżej 6 cyfr) dzielą się na dwa typy: ręczne i stacjonarne. Większość stacjonarnych multimetrów cyfrowych z cyfrą 61/2 lub większą należy do tej kategorii.
Multimetr cyfrowy wykorzystuje zaawansowaną technologię wyświetlania cyfrowego, zapewniającą wyraźny i intuicyjny wyświetlacz oraz dokładny odczyt. Zapewnia nie tylko obiektywność odczytów, ale także dostosowuje się do nawyków czytelniczych ludzi i może skrócić czas czytania lub nagrywania. Tych zalet nie mają tradycyjne multimetry analogowe (wskazówkowe).
2. Dokładność
Dokładność multimetru cyfrowego to połączenie błędów systematycznych i przypadkowych w wynikach pomiarów. Reprezentuje stopień zgodności pomiędzy wartością zmierzoną a wartością rzeczywistą, a także odzwierciedla wielkość błędu pomiaru. Ogólnie rzecz biorąc, im większa dokładność, tym mniejszy błąd pomiaru i odwrotnie.
Istnieją trzy sposoby wyrażania dokładności w następujący sposób:
Dokładność=± (procent RDG plus b procent FS) (2.2.1)
Dokładność=± (procent RDG plus n słów) (2.2.2)
Dokładność=± (procent RDG plus b procent FS plus n słów) (2.2.3)
W równaniu (2.2.1) RDG reprezentuje wartość odczytaną (tj. wartość wyświetlaną), FS oznacza wartość w pełnej skali, poprzednia pozycja w nawiasach oznacza całkowity błąd przetwornika A/C i przetwornika funkcjonalnego (takiego jak dzielnik napięcia, splitter, konwerter True RMS), a ten ostatni element to błąd wynikający z przetwarzania cyfrowego.
W równaniu (2.2.2) n jest zmianą błędu kwantyzacji odzwierciedloną w ostatniej cyfrze. Jeśli błąd n słów przeliczyć na procent pełnej skali, otrzymamy równanie (2.2.1). Równanie (2.2.3) jest dość wyjątkowe i niektórzy producenci używają tego wyrażenia. Jeden z dwóch ostatnich reprezentuje błędy wprowadzone przez inne środowiska lub funkcje.
Dokładność multimetru cyfrowego jest znacznie lepsza niż multimetru analogowego ze wskaźnikiem. Biorąc za przykład wskaźnik dokładności podstawowego zakresu pomiaru napięcia stałego, może on wynosić ± {{0}},5 procent dla 3 i pół bita i 0,03 procent dla 4 i pół bita.
Na przykład multimetry OI857 i OI859CF. Dokładność multimetru jest bardzo ważnym wskaźnikiem odzwierciedlającym jakość i możliwości procesowe multimetru. Multimetr o słabej dokładności trudno wyrazić prawdziwą wartość, co może łatwo prowadzić do błędnej oceny pomiaru.
3. Rozdzielczość (rozdzielczość)
Wartość napięcia odpowiadająca ostatniemu słowu w zakresie niskiego napięcia multimetru cyfrowego nazywa się rozdzielczością i odzwierciedla czułość instrumentu.
Rozdzielczość instrumentów cyfrowych rośnie wraz z liczbą wyświetlanych cyfr. Wskaźniki o wysokiej rozdzielczości, jakie może osiągnąć multimetr cyfrowy z różnymi cyframi, są różne, na przykład multimetr 31/2 cyfry z napięciem 100 μV.
Wskaźnik rozdzielczości multimetru cyfrowego można również wyświetlić za pomocą rozdzielczości. Rozdzielczość odnosi się do procentu * małych cyfr (z wyłączeniem zera) i * dużych cyfr, które urządzenie może wyświetlić.
Na przykład typowy multimetr 31/2 cyfry może wyświetlać rozdzielczość 1/1999 ≈ 0,05 procent, z małą liczbą 1 i dużą liczbą 1999.
Należy zaznaczyć, że rozdzielczość i dokładność to dwa różne pojęcia. Ta pierwsza charakteryzuje „czułość” instrumentu, czyli zdolność „rozpoznawania” małych napięć; Ta ostatnia odzwierciedla „dokładność” pomiaru, czyli stopień zgodności wyników pomiaru z wartością rzeczywistą.
Niekoniecznie są to ze sobą powiązane, więc nie można ich mylić, nie mówiąc już o błędnym założeniu, że rozdzielczość (lub rozdzielczość) jest podobna do dokładności, która zależy od błędu całkowitego i błędu kwantyzacji wewnętrznego przetwornika A/C i przetwornika funkcjonalnego instrumentu .
Z punktu widzenia pomiaru rozdzielczość jest wskaźnikiem „wirtualnym” (niezależnym od błędu pomiaru), natomiast dokładność jest wskaźnikiem „rzeczywistym” (od którego zależy wielkość błędu pomiaru). Dlatego też arbitralne zwiększanie liczby wyświetlanych cyfr w celu poprawy rozdzielczości przyrządu nie jest możliwe.
4. Zakres pomiarowy
W wielofunkcyjnym multimetrze cyfrowym różnym funkcjom odpowiadają wartości maksymalne i minimalne, które można zmierzyć. Na przykład w przypadku multimetru 41/2 cyfry zakres testowania zakresu napięcia prądu stałego wynosi 0,01 mV do 1000 V.
5. Szybkość pomiaru
Ile razy multimetr cyfrowy mierzy ilość mierzonej energii elektrycznej na sekundę, nazywa się szybkością pomiaru, a jej jednostką jest „raz/s. Zależy to głównie od współczynnika konwersji przetwornika A/D.
Niektóre ręczne multimetry cyfrowe wykorzystują cykle pomiarowe do wskazania szybkości pomiaru. Czas wymagany do zakończenia procesu pomiarowego nazywany jest cyklem pomiarowym.
Istnieje sprzeczność między wskaźnikami szybkości pomiaru i dokładności, zwykle im wyższa dokładność, tym niższa szybkość pomiaru i trudno jest je zrównoważyć. Aby rozwiązać tę sprzeczność, na tym samym multimetrze można ustawić różne cyfry wyświetlacza lub przełączniki konwersji prędkości pomiaru:
Dodaj szybki zakres pomiarowy dla przetworników A/D z większą szybkością pomiaru; Zmniejszając liczbę wyświetlanych cyfr, można znacznie zwiększyć szybkość pomiaru. Metoda ta jest obecnie powszechnie stosowana i może zaspokoić potrzeby różnych użytkowników w zakresie szybkości pomiaru.
6. Impedancja wejściowa
Przy pomiarze napięcia przyrząd powinien posiadać dużą impedancję wejściową, aby prąd pobierany z mierzonego obwodu w trakcie pomiaru był minimalny i nie wpływał na stan pracy mierzonego obwodu lub źródła sygnału, co może zmniejszyć błędy pomiaru.
Na przykład rezystancja wejściowa 31/2--bitowego ręcznego multimetru cyfrowego w zakresie napięcia stałego wynosi zazwyczaj 10 μ Ω. Na zakres napięcia AC wpływa pojemność wejściowa, a jego impedancja wejściowa jest zazwyczaj niższa niż zakres napięcia stałego.
Przy pomiarze prądu przyrząd powinien mieć bardzo niską impedancję wejściową, co po podłączeniu do mierzonego obwodu maksymalnie minimalizuje wpływ przyrządu na mierzony obwód. Jednak korzystając z zakresu prądowego multimetru, ze względu na małą impedancję wejściową, łatwiej jest spalić przyrząd. Należy zachować ostrożność podczas korzystania z niego.
