Foutanalyse van spanningsmetingen door digitale multimeters en analoge (pointer) multimeters
Als de gemeten spanning netstroom is, dat wil zeggen een wisselstroom met een frequentie van 50 Hz, en beide multimeters gekwalificeerd zijn, kan dit alleen maar een indicatie zijn dat de interne weerstand van de gemeten spanning te hoog is. Bij dezelfde frequentie is de grootste factor die de spanningsmeetresultaten van een analoge (pointer) multimeter en een digitale multimeter beïnvloedt, het verschil in interne weerstand, dat vrij groot is en niet in dezelfde orde van grootte ligt. Wanneer de interne weerstand van de gemeten spanning klein is, is het verschil niet duidelijk. Wanneer de interne weerstand van de gemeten spanning groot is, zullen de meetresultaten sterk variëren.
In dit geval is het mogelijk dat de gemeten spanning niet de werkelijke 220V stroomvoerende voedingslijn is, of dat het de spanning is die wordt gemeten nadat de stroomdraad door een bepaald elektrisch apparaat is gegaan, of dat het de spanning is van de lekmantel van het elektrische apparaat.
Afgezien van bovenstaande mogelijkheden kan dit alleen maar een indicatie zijn dat één van de twee multimeters onnauwkeurig is en gerepareerd en gekalibreerd moet worden.
Als er een fout optreedt bij de spanningsmeting, moet u eerst uitzoeken wat de frequentie van de gemeten wisselspanning is in Hz? Is deze spanning een zuivere sinusgolf?
Voor de verschillende multimeters die momenteel op de markt zijn, geven de instructiehandleidingen allemaal het frequentieresponsbereik en de wisselstroomgolfvorm van de multimeter aan bij het meten van wisselspanning. Voor verschillende gewone digitale multimeters is hun frequentierespons over het algemeen 40-1000 Hz, en is een sinusgolf (met een vervormingsgraad van minder dan of gelijk aan 1%) vereist. De meetnauwkeurigheid van de gemeten wisselspanning buiten het bovengenoemde bereik is niet gegarandeerd. Dit komt omdat de AC/DC-conversiecircuits (wisselstroom/gelijkstroom) in de meeste digitale multimeters in principe zijn ontworpen met behulp van de dubbele operationele versterker TL062 met laag-vermogen. De GBW (gain bandbreedte product) van deze operationele versterker is beperkt, dus digitale multimeters kunnen geen hoogfrequente wisselspanningen meten (het hangt uiteraard ook samen met de vraag of de spanningsdelende weerstanden van de multimeter compensatie hebben).
Wat betreft algemene analoge (wijzer) multimeters (die voor het eerst door Amerikanen zijn uitgevonden en een geschiedenis van 100 jaar hebben), is hun interne structuur vrij eenvoudig. Binnenin zit alleen een meterkop met hoge- gevoeligheid + diode-rectificatie + spanningsdelende weerstanden (om de gevoeligheid te verbeteren voegen een paar analoge multimeters een AC-versterker toe die bestaat uit een operationele versterker tussen de meterkop en de spanningsdelende weerstanden). Daarom is de meetnauwkeurigheid van dit soort oude en goedkope multimeters simpelweg niet te vergelijken met die van digitale multimeters. Over het algemeen hebben de spanningsdelende weerstanden van dit soort multimeters geen capaciteitscompensatie, dus hun frequentierespons is over het algemeen 40-400 Hz.
Als het verschil bij het meten van dezelfde wisselspanning tussen de twee multimeters tientallen volt bedraagt, moet u allereerst hun spanningsverdelende weerstandsnetwerken controleren om te zien of de waarde van een weerstand is veranderd. Als alles normaal is, kun je bij de analoge multimeter ook controleren of de wijzer van de meterkop naar de nulpositie kan wijzen. Bij de digitale multimeter kunt u controleren of de kalibratiepotentiometer van zijn AC-spanningsbereik los zit.
Als u de wisselspanning van welke golfvorm dan ook nauwkeurig wilt meten, raden wij u aan een TRMS-multimeter (True Mean Square) aan te schaffen. Dit soort multimeter kan nauwkeurig de wisselspanningen van verschillende golfvormen meten, zoals sinusgolven, driehoekige golven en rechthoekige golven, en heeft niets te maken met de mate van vervorming.
