Gedetailleerde uitleg over de selectie van het multimeterbereik en de meetfout
Er zullen bepaalde fouten optreden bij het meten met een multimeter. Sommige van deze fouten zijn de maximale absolute fouten die zijn toegestaan door het nauwkeurigheidsniveau van het instrument zelf. Sommige zijn menselijke fouten die worden veroorzaakt door onjuiste afstelling en gebruik. Als u de kenmerken van multimeters en de oorzaken van meetfouten goed begrijpt en de juiste meettechnieken en -methoden beheerst, kunt u meetfouten verminderen.
Menselijke leesfouten zijn een van de redenen die de meetnauwkeurigheid beïnvloeden. Het is onvermijdelijk, maar kan tot een minimum worden beperkt. Daarom moet tijdens het gebruik speciale aandacht worden besteed aan de volgende punten:
1. Plaats de multimeter vóór de meting horizontaal en voer een mechanische nulstelling uit;
2. Houd uw ogen loodrecht op de wijzer tijdens het lezen;
3. Bij het meten van de weerstand moet elke keer dat u schakelt een nulafstelling worden uitgevoerd. Als de nul niet kan worden bereikt, vervang dan de batterij door een nieuwe;
4. Houd bij het meten van weerstand of hoge spanning het metalen deel van het meetsnoer niet met uw handen vast om te voorkomen dat de weerstand van het menselijk lichaam wordt overbrugd, waardoor de meetfout groter wordt of een elektrische schok ontstaat;
5. Wanneer u de weerstand in een RC-circuit meet, schakel dan de stroomtoevoer in het circuit uit en ontlaad alle elektriciteit die in de condensator is opgeslagen voordat u opnieuw gaat meten. Nadat we menselijke leesfouten hebben uitgesloten, voeren we een analyse uit op andere fouten.
1. Selectie van spannings- en stroombereik van de multimeter en meetfout
De nauwkeurigheidsniveaus van multimeters zijn over het algemeen verdeeld in verschillende niveaus, zoals {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5, enz. De kalibratie van het nauwkeurigheidsniveau (precisie) van gelijkspanning, stroom, Wisselspanning, stroom en andere versnellingen worden weergegeven door het percentage van de maximaal absoluut toegestane fout △X en de volledige schaalwaarde van het geselecteerde bereik. Uitgedrukt door de formule: A%=(△X/volledige schaalwaarde)×100%... 1
(1) Fout veroorzaakt door het gebruik van multimeters met verschillende nauwkeurigheid om dezelfde spanning te meten
Bijvoorbeeld: er is een standaardspanning van 10V en deze wordt gemeten met twee multimeters op 100V-niveau en 0,5-niveau en 15V-niveau en 2,5-niveau. Welke meter heeft de kleinste meetfout?
Oplossing: Uit vergelijking 1: Eerste metermeting: Maximaal absoluut toegestane fout
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Tweede metertest: maximaal absoluut toegestane fout
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Als je △X1 en △X2 vergelijkt, kun je zien dat, hoewel de nauwkeurigheid van de eerste meter hoger is dan die van de tweede meter, de fout die wordt veroorzaakt door de meting met de eerste meter groter is dan de fout die wordt veroorzaakt door de meting met de tweede meter. meter. Daarom is te zien dat bij het kiezen van een multimeter, hoe hoger de nauwkeurigheid, hoe beter. Bij een multimeter met hoge nauwkeurigheid moet je ook een passend meetbereik kiezen. Alleen door het meetbereik correct te selecteren, kan de potentiële nauwkeurigheid van de multimeter worden ontketend.
(2) Fout veroorzaakt door het meten van dezelfde spanning met verschillende bereiken van een multimeter
Bijvoorbeeld: de MF-30 multimeter heeft een nauwkeurigheid van niveau 2,5. Het maakt gebruik van de 100V- en 25V-versnellingen om een standaardspanning van 23V te meten. Welke versnelling heeft de kleinste fout?
Oplossing: De maximaal absoluut toegestane fout van een 100V-blok:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
De maximaal absoluut toegestane fout van een 25V-blok: △X (25)=±2,5% × 25V=±0.625V. Dit blijkt uit de bovenstaande oplossing:
Gebruik het 100V-tandwiel om de 23V-standaardspanning te meten. De waarde op de multimeter ligt tussen 20,5V en 25,5V. Gebruik het 25V-tandwiel om de 23V-standaardspanning te meten. De waarde op de multimeter ligt tussen 22,375V en 23,625V. Afgaande op de bovenstaande resultaten is △X (100) groter dan △X (25), dat wil zeggen dat de fout van de 100V-blokmeting veel groter is dan de fout van de 25V-blokmeting. Wanneer een multimeter verschillende spanningen meet, zijn de fouten die worden veroorzaakt door metingen met verschillende bereiken dus verschillend. Op voorwaarde dat aan de gemeten signaalwaarde wordt voldaan, moet zoveel mogelijk een versnelling met een klein bereik worden gekozen. Dit verbetert de meetnauwkeurigheid.
(3) De fout die wordt veroorzaakt door het meten van twee verschillende spanningen met hetzelfde bereik van een multimeter
Bijvoorbeeld: de MF-30 multimeter heeft een nauwkeurigheid van 2,5. Het maakt gebruik van de 100V-versnellingsbak om een standaardspanning van 20V en 80V te meten. Welke versnelling heeft de kleinste fout?
Oplossing: Maximale relatieve fout: △A%=maximale absolute fout △X/gemeten standaardspanningsaanpassing × 100%, maximale absolute fout bij 100V-blok △X (100)=±2,5% × 100V { {8}} ±2,5 V.
Voor 20V ligt de indicatiewaarde tussen 17,5V-22,5V. De maximale relatieve fout is: A(20)%=(±2,5V/20V)×100%=±12,5%.
Voor 80V ligt de indicatiewaarde tussen 77,5V-82,5V. De maximale relatieve fout is:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Als we de maximale relatieve fouten van de gemeten spanningen van 20V en 80V vergelijken, kunnen we zien dat de eerste een veel grotere fout heeft dan de laatste. Wanneer u hetzelfde bereik van een multimeter gebruikt om twee verschillende spanningen te meten, zal degene die dichter bij de volledige schaalwaarde ligt een hogere nauwkeurigheid hebben. Daarom moet bij het meten van de spanning de gemeten spanning boven 2/3 van het bereik van de multimeter worden aangegeven. Alleen op deze manier kunnen meetfouten worden verminderd.
2. Bereikselectie en meetfout van elektrische barrière
Elk bereik van elektrische weerstand kan weerstandswaarden meten van 0 tot ∞. De schaal van de ohmmeter is een niet-lineaire, ongelijke omgekeerde schaal. Het wordt uitgedrukt als een percentage van de booglengte van de liniaal. Bovendien is de interne weerstand van elk bereik gelijk aan het centrale schaalnummer vermenigvuldigd met de booglengte van de liniaal, wat de "centrale weerstand" wordt genoemd. Dat wil zeggen, wanneer de gemeten weerstand gelijk is aan de middenweerstand van het geselecteerde bereik, is de stroom die in het circuit vloeit de helft van de volledige stroom. De wijzer bevindt zich in het midden van de schaal. De nauwkeurigheid ervan wordt uitgedrukt door de volgende formule:
R%=(△R/middenweerstand)×100%……2
(1) Wanneer u een multimeter gebruikt om dezelfde weerstand te meten, wordt de fout veroorzaakt door het kiezen van verschillende bereiken
Bijvoorbeeld: MF{0}} multimeter, de centrale weerstand van het Rxl0 blok is 250Ω; de middenweerstand van het R×l00-blok is 2,5 kΩ. Het nauwkeurigheidsniveau is niveau 2,5. Gebruik het om een standaardweerstand van 500Ω te meten, en vraag of je een R×l0-blok of een R×100-blok gebruikt om te meten, welke heeft de grootste fout? Oplossing: Uit vergelijking 2:
De maximaal absoluut toegestane fout van R×l0 blok is △R(10)=middenweerstand×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ω. Gebruik het om de standaardweerstand van 500Ω te meten, en de indicatiewaarde van de standaardweerstand van 500Ω ligt tussen 493,75Ω en 506,25Ω. De maximale relatieve fout is: ±6,25÷500Ω×100%=±1,25%.
De maximaal absoluut toegestane fout van R×l00 blok is △R (100)=middenweerstand × R% 2,5kΩ × (±2,5)%=±62,5Ω. Gebruik het om de standaardweerstand van 500Ω te meten, en de indicatiewaarde van de standaardweerstand van 500Ω ligt tussen 437,5Ω en 562,5Ω. De maximale relatieve fout is: ±62,5÷500Ω×100%=±10,5%.
Uit vergelijking van de rekenresultaten blijkt dat de meetfouten sterk variëren als er verschillende weerstandsbereiken worden geselecteerd. Probeer daarom bij het selecteren van het versnellingsbereik de gemeten weerstandswaarde in het midden van de booglengte van de bereikschaal te houden. De meetnauwkeurigheid zal hoger zijn.
