Com triar el rang del multímetre i l'anàlisi d'errors de mesura
Hi haurà alguns errors en mesurar amb un multímetre. Alguns d'aquests errors són els errors absoluts màxims permesos per la classe de precisió del mateix mesurador. Alguns són errors humans causats per un ajust i un ús inadequats. Comprendre correctament les característiques del multímetre i les causes dels errors de mesura, i dominar les tècniques i mètodes de mesura correctes, podeu reduir els errors de mesura.
L'error de lectura humà és un dels motius que afecten la precisió de la mesura. És inevitable, però es pot minimitzar. Per tant, s'ha de prestar especial atenció als següents punts d'ús: 1. Col·loqueu el multímetre horitzontalment i realitzeu l'ajust mecànic del zero abans de la mesura; 2. Mantingueu els ulls verticals al punter quan llegiu; 3. Quan es mesura la resistència, s'ha de fer l'ajust del zero cada vegada que es canvia l'engranatge. Quan no està ajustat a zero, s'ha de substituir una bateria 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 descàrrega elèctrica; 5. Quan es mesura la resistència al circuit RC, cal apagar l'alimentació del circuit i descarregar l'electricitat emmagatzemada al condensador abans de prendre la mesura. Després d'excloure els errors de lectura humana, fem una anàlisi d'altres errors.
1. Selecció i error de mesura de voltatge i corrent del multímetre
El nivell de precisió del multímetre generalment es divideix en {{0}}.1, 0.5, 1.5, 2.5, 5 i altres nivells. Per a la tensió de CC, el corrent, la tensió CA, el corrent i altres engranatges, el calibratge del grau de precisió (precisió) s'expressa mitjançant el percentatge de l'error absolut admissible △X i el valor d'escala completa de l'interval seleccionat. Expressat per la fórmula: un percentatge =(△X/valor a escala completa)×100 per cent ...... 1
(1) Ús de multímetres amb diferent precisió per mesurar l'error de la mateixa tensió
Per exemple: hi ha una tensió estàndard d'10V i es mesura amb dos multímetres de 100 V, 0,5 i 15 V i 2,5. Quin mesurador té l'error de mesura més petit?
Solució: S'obté de la fórmula 1: Es mesura el primer metre: l'error absolut admissible màxim
△X{{0}}±0,5 per cent ×100V{=±0,50V.
La segona mesura de taula: l'error absolut màxim permès
△X{{0}}±2,5 per cent ×l5V=±0,375V.
Comparant △X1 i △X2, es pot veure que tot i que la precisió del primer rellotge és superior a la del segon rellotge, l'error produït per la mesura del primer rellotge és més gran que el del segon rellotge. Per tant, es pot veure que en triar un multímetre, com més gran sigui la precisió, millor. Amb un multímetre d'alta precisió, cal seleccionar el rang adequat. Només seleccionant el rang correcte es pot posar en joc la precisió potencial del multímetre.
(2) L'error causat per mesurar la mateixa tensió amb diferents rangs d'un multímetre
Per exemple: multímetre tipus MF-30, la seva precisió és de 2,5, trieu un engranatge de 100 V i un engranatge de 25 V per mesurar una tensió estàndard de 23 V, quin engranatge té l'error més petit?
Solució: l'error absolut màxim permès del bloc de 100 V és:
X(100)=±2,5% ×100V=±2,5V.
L'error absolut màxim permès del bloc de 25 V: △X(25)=±2,5% ×25V=±0,625V. De la solució anterior es pot veure que:
Utilitzeu l'engranatge de 100 V per mesurar la tensió estàndard de 23 V i el valor indicat al multímetre està entre 20,5 V i 25,5 V. Utilitzeu l'engranatge de 25 V per mesurar la tensió estàndard de 23 V i el valor d'indicació al multímetre està entre 22,375 V i 23,625 V. A partir dels resultats anteriors, △X (100) és més gran que △X (25), és a dir, l'error de la mesura de 100 V és molt més gran que el de la mesura de 25 V. Per tant, quan un multímetre mesura diferents voltatges, els errors produïts per diferents rangs són diferents. En el cas de satisfer el valor del senyal mesurat, s'ha de seleccionar el rang petit 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: multímetre tipus MF-30, la seva precisió és de 2,5, utilitzeu un 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: △Un percentatge =error absolut màxim △X/ajust de tensió estàndard mesurat × 100 per cent , l'error absolut màxim del bloc de 100 V △ X (100)= ± 2,5 per cent × 100 V =±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) per cent =(±2,5V/20V)×100 per cent =±12,5 per cent .
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) per cent =±(2,5V/80V)×100 per cent =±3,1 per cent .
Comparant l'error relatiu màxim de la tensió mesurada de 20V i 80V, es pot veure que l'error del primer és molt més gran que el del segon. Per tant, quan s'utilitza el mateix rang d'un multímetre per mesurar dos voltatges diferents, qui estigui més a prop del valor del rang complet té una precisió més alta. Per tant, quan es mesura la tensió, la tensió mesurada s'ha d'indicar a més de 2/3 del rang del multímetre. Només així es pot reduir l'error de mesura.
2. Selecció de rang i error de mesura de la barrera elèctrica
Cada rang de la barrera elèctrica pot mesurar el valor de la resistència de 0 a ∞. L'escala de l'ohmetre és una escala inversa desigual i no lineal. S'expressa com a percentatge de la longitud de l'arc del regle. I la resistència interna de cada rang és igual a l'escala central de la longitud de l'arc de l'escala multiplicada pel factor multiplicador, 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 apunta al centre de l'escala. La seva precisió s'expressa com:
R per cent =(△R/resistència central) × 100 per cent ……2
(1) Quan es mesura la mateixa resistència amb un multímetre, l'error provocat per seleccionar 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. La qualificació de precisió és de 2,5. Utilitzeu-lo per mesurar una resistència estàndard de 500Ω i demaneu al bloc R×10 i al bloc R×100 que mesuren, quin té l'error més gran? Solució: de la fórmula 2, obtenim:
R×l0 error absolut permès de bloqueig △R(10)=resistència central×R percentatge =250Ω×(±2,5) percentatge =±6,25Ω. Utilitzeu-lo per mesurar una resistència estàndard de 500Ω, el valor d'indicació de la resistència estàndard de 500Ω està entre 493,75Ω-506,25Ω. L'error relatiu màxim és: ±6,25÷500Ω×100 per cent =±1,25 per cent .
L'error absolut màxim permès del bloc R×l00 △R(100)=resistència central×R％2,5kΩ×(±2,5)％=±62,5Ω. Utilitzeu-lo per mesurar una resistència estàndard de 500Ω, el valor d'indicació de la resistència estàndard de 500Ω està entre 437,5Ω-562,5Ω. L'error relatiu màxim és: ±62,5÷500Ω×100 per cent =±10,5 per cent .
La comparació dels resultats del càlcul mostra que quan es seleccionen diferents rangs de resistència, els errors generats per la mesura són molt diferents. Per tant, quan seleccioneu el rang d'engranatges, intenteu fer que el valor de la resistència mesurada estigui al centre de la longitud de l'arc de l'escala del rang. La precisió de mesura serà més alta.
