Вибір діапазону мультиметра та детальне пояснення неточності вимірювання
При вимірюванні мультиметром будуть деякі похибки. Деякі з цих похибок є максимальними абсолютними похибками, які допускає клас точності самого лічильника. Деякі з них є людськими помилками, спричиненими налаштуванням і неправильним використанням. Правильно розуміючи характеристики мультиметра та причини похибок вимірювань, а також оволодіваючи правильними техніками та методами вимірювань, можна зменшити похибки вимірювань.
Однією з причин, що впливають на точність вимірювань, є людська помилка читання. Це неминуче, але його можна мінімізувати. Тому під час використання необхідно звернути особливу увагу на наступні моменти: 1. Розташуйте мультиметр горизонтально перед вимірюванням і виконайте механічне налаштування нуля; 2. Під час читання тримати очі перпендикулярно вказівці; обнулення. Якщо налаштування менше нуля, замініть батарею на нову; 4. Вимірюючи опір або високу напругу, не затискайте металеву частину щупа руками, щоб уникнути шунтування опору тіла людини, збільшення похибки вимірювання або ураження електричним струмом; 5. Під час вимірювання опору в RC ланцюзі відключіть джерело живлення в ланцюзі та розрядіть електрику, що зберігається в конденсаторі перед вимірюванням. Після виключення помилок читання, створених людиною, ми проводимо аналіз інших помилок.
1. Вибір діапазону напруги, струму та похибка вимірювання мультиметра
Рівень точності мультиметра зазвичай поділяється на кілька рівнів, наприклад {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5 і 5. Для напруги постійного струму, струму, напруги змінного струму, струму та інших передач, калібрування рівня точності (точності) виражається у відсотках від максимально допустимої абсолютної похибки △X і повного значення шкали вибраного діапазону. Виражається формулою: відсоток =(△X/повне значення шкали)×100 відсотків ... 1
(1) Використання мультиметра з різною точністю для вимірювання похибки, створеної однаковою напругою
Наприклад: існує стандартна напруга 10В, і вона вимірюється двома мультиметрами з шестернею 100В, рівень 0,5 та рівень 15В, рівень 2,5. Який лічильник має найменшу похибку вимірювання?
Розв'язання: З формули 1: перша частина вимірювального приладу: максимальна абсолютна допустима похибка
△X{{0}}±0,5 відсотків ×100 В=±0,50 В.
Друга перевірка лічильника: максимальна абсолютна допустима похибка
△X{{0}}±2,5 відсотка ×l5В=±0,375В.
Порівнюючи △X1 і △X2, можна побачити, що хоча точність першого годинника вища, ніж точність другого годинника, похибка вимірювання першого годинника більша, ніж похибка вимірювання другого годинника. годинник. Тому видно, що при виборі мультиметра чим вище точність, тим краще. Для мультиметра з високою точністю необхідно вибрати відповідний діапазон. Тільки вибравши правильний діапазон, можна використовувати потенційну точність мультиметра.
(2) Помилка, викликана вимірюванням однієї напруги з різними діапазонами мультиметра
Наприклад: мультиметр MF-30, його точність становить 2,5 ступеня, виберіть шестерню 100 В і шестерню 25 В, щоб виміряти стандартну напругу 23 В, яка шестерня має меншу похибку?
Рішення: максимальна абсолютна допустима похибка для блоку 100 В:
X(100)=±2,5% ×100В=±2,5В.
Максимальна абсолютна допустима похибка для механізму 25 В: △X(25)=±2,5% ×25В=±0.625В. З наведеного вище рішення видно, що:
Використовуйте блок 100 В, щоб виміряти стандартну напругу 23 В, а показання на мультиметрі знаходиться в межах 20,5 В -25.5 В. Використовуйте блок 25 В, щоб виміряти стандартну напругу 23 В, і значення показання на мультиметрі знаходиться в межах 22,375 В-23,625 В. З наведених вище результатів △X (100) більше, ніж △X (25), тобто похибка вимірювання блоку 100 В набагато більша, ніж похибка вимірювання блоку 25 В. Тому, коли мультиметр вимірює різні напруги, похибки, створені різними діапазонами, різні. У разі задоволення значення вимірюваного сигналу слід вибирати якомога більшу передачу з найменшим діапазоном вимірювання. Це підвищує точність вимірювання.
(3) Помилка, спричинена вимірюванням двох різних напруг з однаковим діапазоном мультиметра
Наприклад: мультиметр MF-30, його точність становить 2,5, використовуйте шестерню 100 В для вимірювання стандартної напруги 20 В і 80 В, яка шестерня має меншу похибку?
Рішення: Максимальна відносна похибка: △A відсоток =Максимальна абсолютна похибка △X/виміряне стандартне коригування напруги × 100 відсотків, максимальна абсолютна похибка 100 В редуктора △X(100)=±2,5 відсотка × 100 В =±2,5 В.
Для 20 В його індикаторне значення становить 17,5 В-22,5 В. Його максимальна відносна похибка становить: A(20) відсотків =(±2,5 В/20 В)×100 відсотків =±12,5 відсотків.
Для 80 В його індикаторне значення становить 77,5 В-82,5 В. Його максимальна відносна похибка становить:
A(80) відсотків =±(2,5 В/80 В)×100 відсотків =±3,1 відсотка .
Порівнюючи максимальну відносну похибку виміряної напруги 20В і 80В, можна побачити, що похибка першого значно більша, ніж другого. Таким чином, при використанні одного діапазону мультиметра для вимірювання двох різних напруг, той, хто ближче до повного значення шкали, матиме вищу точність. Тому при вимірюванні напруги вимірювана напруга повинна бути вище 2/3 діапазону мультиметра. Тільки так можна зменшити похибку вимірювання.
2. Вибір діапазону та похибка вимірювання електричного бар'єру
Кожен діапазон електричного опору може вимірювати значення опору від 0 до ∞. Шкала шкали омметра є нелінійною, нерівною, оберненою шкалою. Він виражається у відсотках від довжини дуги шкали. Крім того, внутрішній опір кожного діапазону дорівнює множнику центрального числа шкали на довжину дуги шкали, що називається «центральним опором». Тобто, коли виміряний опір дорівнює центральному опору вибраного діапазону, струм, що протікає в ланцюзі, становить половину струму повної шкали. Покажчик вказує на центр шкали. Його точність виражається такою формулою:
Відсоток R =(△R/опір центру)×100 відсотків ……2
(1) У разі використання мультиметра для вимірювання того самого опору помилка викликана вибором різних діапазонів
Наприклад: мультиметр MF{{0}}, центральний опір шестерні Rxl0 становить 250 Ом; центральний опір шестерні R×l00 становить 2,5 кОм. Рівень точності 2,5. Використовуйте його для вимірювання стандартного опору 500 Ом і запитайте, чи вимірювати його за допомогою шестерні R×l0 чи шестерні R×100, яка з них має більшу похибку? Розв'язання: З формули 2:
Максимально допустима абсолютна похибка R×l0 зубчастого колеса △R(10)=центральний опір×R відсотків =250Ω×(±2,5) відсотків =±6,25Ω . Використовуйте його для вимірювання стандартного опору 500 Ом, тоді вказане значення стандартного опору 500 Ом буде між 493,75 Ом-506.25 Ом. Максимальна відносна похибка: ±6,25÷500Ω×100 відсотків =±1,25 відсотків.
R×l00 максимальна абсолютна допустима похибка блоку △R(100)=центральний опір×R відсоток 2,5kΩ×(±2,5) відсоток =±62,5Ω. Використовуйте його для вимірювання стандартного опору 500 Ом, тоді вказане значення стандартного опору 500 Ом буде між 437,5 Ом-562,5 Ом. Максимальна відносна похибка: ±62,5÷500Ω×100 відсотків =±10,5 відсотків.
Порівняння результатів розрахунків показує, що при виборі різних діапазонів опору похибка вимірювання сильно змінюється. Тому при виборі діапазону передач намагайтеся, щоб вимірюване значення опору знаходилося в центрі довжини дуги шкали діапазону. Точність вимірювань буде вище.
