Explicació detallada de la selecció del rang del multímetre i l'error de mesura
Hi haurà certs errors en mesurar amb un multímetre. Alguns d'aquests errors són els errors absoluts màxims que permet el nivell de precisió del propi instrument. Alguns són errors humans causats per un ajust i un ús inadequats. Si enteneu correctament les característiques dels multímetres i les causes dels errors de mesura, i domina les tècniques i mètodes de mesura correctes, podeu reduir els errors de mesura.
L'error de lectura humà és un dels motius que afecta la precisió de la mesura. És inevitable però es pot minimitzar. Per tant, s'ha de prestar especial atenció als punts següents durant l'ús:
1. Abans de mesurar, col·loqueu el multímetre horitzontalment i realitzeu l'ajust mecànic del zero;
2. Mantingueu els ulls perpendiculars al punter quan llegiu;
3. Quan es mesura la resistència, s'ha de fer l'ajust del zero cada vegada que es canvia de marxa. Si no arriba a zero, substituïu la bateria per una de nova;
4. Quan mesureu la resistència o l'alta tensió, no subjecteu la part metàl·lica del cable de prova amb les mans per evitar la derivació de la resistència del cos humà, augmentar l'error de mesura o provocar una descàrrega elèctrica;
5. Quan mesureu la resistència en un circuit RC, talleu l'alimentació del circuit i descarregueu tota l'electricitat emmagatzemada al condensador abans de tornar a mesurar. Després d'excloure els errors de lectura humana, realitzem una anàlisi d'altres errors.
1. Selecció i error de mesura de voltatge i corrent del multímetre
Els nivells de precisió dels multímetres es divideixen generalment en diversos nivells, com ara {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5, etc. El calibratge del nivell de precisió (precisió) de tensió DC, corrent, La tensió de CA, el corrent i altres engranatges es representen pel percentatge de l'error absolut admissible △X i el valor de l'escala completa del rang seleccionat. Expressat per la fórmula: A%=(△X/valor a escala completa)×100%... 1
(1) Error causat per l'ús de multímetres amb diferents precisions per mesurar la mateixa tensió
Per exemple: hi ha una tensió estàndard d'10V, i es mesura amb dos multímetres a nivell de 100 V i nivell de 0,5 i nivell de 15 V i nivell de 2,5. Quin mesurador té l'error de mesura més petit?
Solució: a partir de l'equació 1: mesura del primer comptador: error absolut màxim permès
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Segon prova del comptador: error absolut admissible màxim
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Comparant △X1 i △X2, es pot veure que tot i que la precisió del primer metre és superior a la del segon metre, l'error causat per la mesura amb el primer metre és més gran que l'error causat per la mesura amb el segon. metre. Per tant, es pot veure que en triar un multímetre, com més gran sigui la precisió, millor. Amb un multímetre d'alta precisió, també cal triar un rang de mesura adequat. Només seleccionant correctament el rang de mesura es pot alliberar la precisió potencial del multímetre.
(2) Error causat per mesurar la mateixa tensió amb diferents rangs d'un multímetre
Per exemple: el multímetre MF-30 té una precisió de nivell 2,5. Utilitza els engranatges de 100V i 25V per mesurar una tensió estàndard de 23V. Quin engranatge té l'error més petit?
Solució: l'error absolut màxim permès del bloc de 100 V:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
L'error absolut màxim permès del bloc de 25 V: △X (25)=±2,5% × 25V=±0,625V. Es pot veure a partir de la solució anterior:
Utilitzeu l'engranatge de 100 V per mesurar la tensió estàndard de 23 V. El valor del multímetre està entre 20,5 V i 25,5 V. Utilitzeu l'engranatge de 25 V per mesurar la tensió estàndard de 23 V. El valor del multímetre està entre 22,375 V i 23,625 V. A jutjar pels resultats anteriors, △X (100) és més gran que △X (25), és a dir, l'error de la mesura del bloc de 100 V és molt més gran que l'error de la mesura del bloc de 25 V. Per tant, quan un multímetre mesura diferents voltatges, els errors produïts per mesurar amb diferents rangs són diferents. Amb la condició que es compleixi el valor del senyal mesurat, s'ha de seleccionar un engranatge amb un rang reduït tant com sigui possible. Això millora la precisió de la mesura.
(3) L'error causat per mesurar dos voltatges diferents amb el mateix rang d'un multímetre
Per exemple: el multímetre MF-30 té una precisió de 2,5. Utilitza l'engranatge de 100 V per mesurar una tensió estàndard de 20 V i 80 V. Quin engranatge té l'error més petit?
Solució: error relatiu màxim: △A%=error absolut màxim △X/ajust de tensió estàndard mesurat × 100%, error absolut màxim al bloc de 100V △X (100)=±2,5% × 100V { {8}} ±2,5 V.
Per a 20 V, el seu valor d'indicació està entre 17,5 V-22,5 V. L'error relatiu màxim és: A(20)%=(±2,5V/20V)×100%=±12,5%.
Per a 80 V, el seu valor d'indicació està entre 77,5 V-82,5 V. El seu error relatiu màxim és:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Comparant els errors relatius màxims de les tensions mesurades de 20V i 80V, podem veure que el primer té un error molt més gran que el segon. Per tant, quan s'utilitza el mateix rang d'un multímetre per mesurar dos voltatges diferents, el que està més a prop del valor de l'escala completa tindrà una precisió més alta. Per tant, quan es mesura la tensió, la tensió mesurada s'ha d'indicar per sobre de 2/3 del rang del multímetre. Només així es poden reduir els errors de mesura.
2. Selecció del rang i error de mesura de la barrera elèctrica
Cada rang de resistència elèctrica pot mesurar valors de resistència de 0 a ∞. L'escala de l'ohmetre és una escala invertida no lineal i desigual. S'expressa com a percentatge de la longitud de l'arc del regle. A més, la resistència interna de cada rang és igual al nombre d'escala central multiplicat per la longitud de l'arc de la regla, que s'anomena "resistència central". És a dir, quan la resistència mesurada és igual a la resistència central del rang seleccionat, el corrent que flueix pel circuit és la meitat del corrent a escala completa. El punter es troba al centre de l'escala. La seva precisió s'expressa amb la fórmula següent:
R%=(△R/resistència central)×100%……2
(1) Quan s'utilitza un multímetre per mesurar la mateixa resistència, l'error causat per triar diferents rangs
Per exemple: multímetre MF{{0}}, la resistència central del bloc Rxl0 és de 250Ω; la resistència central del bloc R×l00 és de 2,5 kΩ. El nivell de precisió és el nivell 2.5. Utilitzeu-lo per mesurar una resistència estàndard de 500Ω i pregunteu si feu servir el bloc R×l0 o el bloc R×100 per mesurar, quin té l'error més gran? Solució: de l'equació 2:
L'error absolut màxim permès del bloc R×l0 és △R(10)=resistència central×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ω. Utilitzeu-lo per mesurar la resistència estàndard de 500Ω i el valor d'indicació de la resistència estàndard de 500Ω és entre 493,75Ω i 506,25Ω. L'error relatiu màxim és: ±6,25÷500Ω×100%=±1,25%.
L'error absolut màxim permès del bloc R×l00 és △R (100)=resistència central × R% 2,5 kΩ × (±2,5)%=±62,5Ω. Utilitzeu-lo per mesurar la resistència estàndard de 500Ω i el valor d'indicació de la resistència estàndard de 500Ω és entre 437,5Ω i 562,5Ω. L'error relatiu màxim és: ±62,5÷500Ω×100%=±10,5%.
La comparació dels resultats del càlcul mostra que els errors de mesura varien molt quan es seleccionen diferents rangs de resistència. Per tant, quan seleccioneu el rang d'engranatges, intenteu mantenir el valor de resistència mesurat al centre de la longitud de l'arc de l'escala del rang. La precisió de mesura serà més alta.
