Podrobné vysvetlenie výberu rozsahu multimetra a chyby merania
Pri meraní pomocou multimetra sa vyskytnú určité chyby. Niektoré z týchto chýb sú maximálne absolútne chyby povolené úrovňou presnosti samotného prístroja. Niektoré sú ľudské chyby spôsobené nesprávnym nastavením a používaním. Ak správne pochopíte vlastnosti multimetrov a príčiny chýb merania a ovládate správne techniky a metódy merania, môžete znížiť chyby merania.
Chyba ľudského čítania je jedným z dôvodov, ktoré ovplyvňujú presnosť merania. Je to nevyhnutné, ale dá sa to minimalizovať. Preto by ste pri používaní mali venovať osobitnú pozornosť nasledujúcim bodom:
1. Pred meraním umiestnite multimeter vodorovne a vykonajte mechanické nastavenie nuly;
2. Pri čítaní majte oči kolmo na ukazovateľ;
3. Pri meraní odporu je potrebné vykonať nastavenie nuly pri každej zmene prevodového stupňa. Ak nemôže dosiahnuť nulu, vymeňte batériu za novú;
4. Pri meraní odporu alebo vysokého napätia nedržte kovovú časť meracieho kábla rukami, aby nedošlo k posunutiu odporu ľudského tela, zvýšeniu chyby merania alebo k úrazu elektrickým prúdom;
5. Pri meraní odporu v RC obvode vypnite napájanie obvodu a pred opätovným meraním vybite všetku elektrinu uloženú v kondenzátore. Po vylúčení chýb ľudského čítania vykonáme analýzu iných chýb.
1. Výber rozsahu napätia a prúdu multimetra a chyba merania
Úrovne presnosti multimetrov sú vo všeobecnosti rozdelené do niekoľkých úrovní, ako napríklad {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5 atď. Kalibrácia úrovne presnosti (presnosti) jednosmerného napätia, prúdu, Striedavé napätie, prúd a iné prevody sú reprezentované percentom maximálnej absolútnej prípustnej chyby △X a plnou hodnotou rozsahu zvoleného rozsahu. Vyjadrené vzorcom: A%=(△X/hodnota celej stupnice)×100%... 1
(1) Chyba spôsobená použitím multimetrov s rôznou presnosťou na meranie rovnakého napätia
Napríklad: Existuje štandardné napätie 1{2}V a meria sa pomocou dvoch multimetrov na úrovni 100 V a úrovni 0,5 a úrovni 15 V a úrovni 2,5. Ktorý merač má najmenšiu chybu merania?
Riešenie: Z rovnice 1: Prvé meranie merača: Maximálna absolútna dovolená chyba
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Druhý test merača: maximálna absolútna dovolená chyba
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Pri porovnaní △X1 a △X2 je možné vidieť, že hoci presnosť prvého meracieho prístroja je vyššia ako presnosť druhého meracieho prístroja, chyba spôsobená meraním pomocou prvého meracieho prístroja je väčšia ako chyba spôsobená meraním pomocou druhého prístroja. meter. Preto je vidieť, že pri výbere multimetra platí, že čím vyššia presnosť, tým lepšie. S multimetrom s vysokou presnosťou je potrebné zvoliť aj vhodný merací rozsah. Potenciálna presnosť multimetra sa môže uvoľniť iba správnym výberom meracieho rozsahu.
(2) Chyba spôsobená meraním rovnakého napätia s rôznymi rozsahmi multimetra
Napríklad: MF-30 multimeter má presnosť úrovne 2,5. Používa 100V a 25V prevody na meranie štandardného napätia 23V. Ktorý prevodový stupeň má najmenšiu chybu?
Riešenie: Maximálna absolútna povolená chyba 100V bloku:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
Maximálna absolútna povolená chyba 25V bloku: △X (25)=±2,5% × 25V=±0,625V. Je to vidieť z vyššie uvedeného riešenia:
Na meranie štandardného napätia 23V použite 100V prevod. Hodnota na multimetri je medzi 20,5V a 25,5V. Na meranie štandardného napätia 23V použite 25V prevod. Hodnota na multimetri je medzi 22,375V a 23,625V. Podľa vyššie uvedených výsledkov je △X (100) väčšie ako △X (25), to znamená, že chyba merania bloku 100 V je oveľa väčšia ako chyba merania bloku 25 V. Preto, keď multimeter meria rôzne napätia, chyby spôsobené meraním s rôznymi rozsahmi sú rôzne. Za predpokladu, že nameraná hodnota signálu je splnená, je potrebné zvoliť prevodový stupeň s čo najmenším rozsahom. To zlepšuje presnosť merania.
(3) Chyba spôsobená meraním dvoch rôznych napätí s rovnakým rozsahom multimetra
Napríklad: MF-30 multimeter má presnosť 2,5. Používa 100V prevod na meranie štandardného napätia 20V a 80V. Ktorý prevodový stupeň má najmenšiu chybu?
Riešenie: Maximálna relatívna chyba: △A%=maximálna absolútna chyba △X/namerané štandardné nastavenie napätia × 100 %, maximálna absolútna chyba pri bloku 100 V △X (100)=±2,5 % × 100 V { {8}} ±2,5V.
Pre 20V je jeho indikačná hodnota medzi 17,5V-22,5V. Maximálna relatívna chyba je: A(20)%=(±2,5V/20V)×100%=±12,5%.
Pre 80V je jeho indikačná hodnota medzi 77,5V-82,5V. Jeho maximálna relatívna chyba je:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Pri porovnaní maximálnych relatívnych chýb nameraných napätí 20V a 80V môžeme vidieť, že prvé má oveľa väčšiu chybu ako druhé. Preto pri použití rovnakého rozsahu multimetra na meranie dvoch rôznych napätí bude mať to, ktoré je bližšie k plnej hodnote, vyššiu presnosť. Preto by pri meraní napätia malo byť namerané napätie uvedené nad 2/3 rozsahu multimetra. Len tak je možné znížiť chyby merania.
2. Chyba pri výbere a meraní rozsahu elektrickej bariéry
Každý rozsah elektrického odporu môže merať hodnoty odporu od 0 do ∞. Stupnica ohmmetra je nelineárna, nerovnomerná obrátená stupnica. Vyjadruje sa ako percento dĺžky oblúka pravítka. Okrem toho sa vnútorný odpor každého rozsahu rovná stredovému číslu stupnice vynásobenému dĺžkou oblúka pravítka, čo sa nazýva "stredový odpor". To znamená, že keď sa nameraný odpor rovná strednému odporu zvoleného rozsahu, prúd tečúci v obvode je polovicou prúdu v plnom rozsahu. Ukazovateľ je v strede stupnice. Jeho presnosť je vyjadrená nasledujúcim vzorcom:
R%=(△R/stredový odpor)×100%……2
(1) Pri použití multimetra na meranie rovnakého odporu je chyba spôsobená výberom rôznych rozsahov
Napríklad: MF{{0}} multimeter, stredný odpor bloku Rxl0 je 250Ω; stredový odpor bloku R×l00 je 2,5kΩ. Úroveň presnosti je 2,5. Použite ho na meranie štandardného odporu 500Ω a opýtajte sa, či na meranie používate blok R×l0 alebo blok R×100, ktorý z nich má väčšiu chybu? Riešenie: Z rovnice 2:
Maximálna absolútna dovolená chyba bloku R×l{0}} je △R(10)=stredový odpor×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ω. Použite ho na meranie štandardného odporu 500Ω a indikovaná hodnota štandardného odporu 500Ω je medzi 493,75Ω a 506,25Ω. Maximálna relatívna chyba je: ±6,25÷500Ω×100%=±1,25%.
Maximálna absolútna dovolená chyba bloku R×l{0}} je △R (100)=stredový odpor × R% 2,5 kΩ × (±2,5) %=±62,5Ω. Použite ho na meranie štandardného odporu 500Ω a indikovaná hodnota štandardného odporu 500Ω je medzi 437,5Ω a 562,5Ω. Maximálna relatívna chyba je: ±62,5÷500Ω×100%=±10,5%.
Porovnanie výsledkov výpočtov ukazuje, že chyby merania sa pri výbere rôznych rozsahov odporu značne líšia. Preto sa pri výbere prevodového rozsahu snažte udržať nameranú hodnotu odporu v strede dĺžky oblúka stupnice rozsahu. Presnosť merania bude vyššia.
