Аналіз похибок вимірювання напруги цифровими та аналоговими (стрілочними) мультиметрами
Якщо виміряна напруга є електричною мережею, тобто змінним струмом із частотою 50 Гц, і обидва мультиметри кваліфіковані, це може означати лише те, що внутрішній опір виміряної напруги є занадто високим. За однакової частоти найбільшим фактором, що впливає на результати вимірювання напруги аналоговим (стрілочним) мультиметром і цифровим мультиметром, є різниця у внутрішньому опорі, яка є досить великою та не однакового порядку величини. Коли внутрішній опір виміряної напруги малий, різниця неочевидна. Коли внутрішній опір виміряної напруги великий, результати вимірювання будуть сильно відрізнятися.
У цьому випадку можливо, що виміряна напруга не є фактичною напругою 220 В лінії живлення проводу під напругою, або це напруга, виміряна після того, як провід під напругою проходить через якийсь електричний прилад, або це напруга оболонки витоку електроприладу.
За винятком наведених вище можливостей, це може означати лише те, що один із двох мультиметрів є неточним і потребує ремонту та калібрування.
При похибці вимірювання напруги, перш за все, потрібно з'ясувати, яка частота виміряної змінної напруги в Гц? Чи є ця напруга чистою синусоїдою?
Для різних мультиметрів, які зараз є на ринку, їхні посібники з експлуатації вказують діапазон частотної характеристики та форму сигналу змінного струму мультиметра під час вимірювання змінної напруги. Для різних звичайних цифрових мультиметрів їхня частотна характеристика зазвичай становить 40-1000 Гц, і потрібна синусоїда (зі ступенем спотворення менше або дорівнює 1%). Точність вимірювання виміряної змінної напруги за межами вищезазначеного діапазону не гарантується. Це пояснюється тим, що схеми перетворення змінного/постійного струму (змінного/постійного струму) у більшості цифрових мультиметрів в основному розроблено з використанням-подвійного операційного підсилювача малої потужності TL062. Величина GBW (добуток пропускної здатності підсилення) цього операційного підсилювача обмежена, тому цифрові мультиметри не можуть вимірювати високочастотні змінні напруги (звичайно, це також пов’язано з тим, чи мають резистори поділу напруги мультиметра компенсацію).
Що стосується звичайних аналогових (стрілочних) мультиметрів (які вперше були винайдені американцями і мають 100-річну історію), то їх внутрішня структура досить проста. Усередині є лише високо{2}}головка вимірювача + діод випрямлення + резистори ділення напруги (щоб покращити чутливість, кілька аналогових мультиметрів додають підсилювач змінного струму, що складається з операційного підсилювача між головкою вимірювача та резисторами ділення напруги). Тому точність вимірювання такого старого і недорогого мультиметра просто не зрівняється з цифровими мультиметрами. Як правило, резистори ділення напруги такого типу мультиметра не мають компенсації ємності, тому їх частотна характеристика зазвичай становить 40-400 Гц.
Якщо різниця в вимірюванні однакової змінної напруги між двома мультиметрами становить десятки вольт, перш за все, вам потрібно перевірити мережі їхніх резисторів поділу напруги, щоб побачити, чи не змінилося значення якогось резистора. Якщо все в нормі, для аналогового мультиметра також можна перевірити, чи може стрілка його вимірювальної головки вказувати на нульове положення. Для цифрового мультиметра ви можете перевірити, чи потенціометр калібрування його діапазону напруги змінного струму не закріплений.
До речі, якщо ви хочете точно виміряти змінну напругу будь-якої форми сигналу, рекомендуємо придбати середньоквадратичний мультиметр (TRMS). Цей різновид мультиметра може точно вимірювати змінну напругу різних форм сигналів, таких як синусоїда, трикутні хвилі та прямокутні хвилі, і це не має нічого спільного зі ступенем спотворення.
