Come scegliere la portata del multimetro e l'analisi degli errori di misura
Ci saranno alcuni errori durante la misurazione con un multimetro. Alcuni di questi errori sono i massimi errori assoluti consentiti dalla classe di precisione del misuratore stesso. Alcuni sono errori umani causati da regolazione e uso impropri. Comprendere correttamente le caratteristiche del multimetro e le cause degli errori di misurazione e padroneggiare le tecniche e i metodi di misurazione corretti, è possibile ridurre gli errori di misurazione.
L'errore di lettura umana è uno dei motivi che influenzano l'accuratezza della misurazione. È inevitabile, ma può essere ridotto al minimo. Pertanto, è necessario prestare particolare attenzione ai seguenti punti in uso: 1. Posizionare il multimetro orizzontalmente ed eseguire la regolazione dello zero meccanico prima della misurazione; 2. Tenere gli occhi verticali rispetto al puntatore durante la lettura; 3. Quando si misura la resistenza, la regolazione dello zero deve essere eseguita ogni volta che si cambia marcia. Quando non è regolato a zero, è necessario sostituire una nuova batteria; 4. Quando si misura la resistenza o l'alta tensione, non tenere la parte metallica del puntale con le mani, in modo da evitare lo shunt della resistenza del corpo umano, aumentare l'errore di misurazione o scosse elettriche; 5. Quando si misura la resistenza nel circuito RC, è necessario disattivare l'alimentazione nel circuito e scaricare l'elettricità immagazzinata nel condensatore prima di effettuare la misurazione. Dopo aver escluso gli errori di lettura umana, facciamo qualche analisi su altri errori.
1. Selezione della tensione e dell'intervallo di corrente del multimetro ed errore di misurazione
Il livello di precisione del multimetro è generalmente suddiviso in {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5 e altri livelli. Per ingranaggi in tensione CC, corrente, tensione CA, corrente e altri, la calibrazione del grado di accuratezza (precisione) è espressa dalla percentuale dell'errore massimo assoluto consentito △X e dal valore di fondo scala dell'intervallo selezionato. Espresso dalla formula: A percento =(△X/valore fondo scala)×100 percento ...... 1
(1) Utilizzo di multimetri con precisione diversa per misurare l'errore della stessa tensione
Ad esempio: esiste una tensione standard di 10V e viene misurata con due multimetri da 100 V, 0,5 e 15 V e 2,5. Quale misuratore ha l'errore di misura più piccolo?
Soluzione: Ottenuto dalla formula 1: Viene misurato il primo metro: l'errore massimo assoluto consentito
△X{{0}}±0.5 percento ×100V=±0.50V.
La seconda misurazione della tabella: l'errore massimo assoluto consentito
△X{{0}}±2,5% ×l5V=±0,375V.
Confrontando △X1 e △X2, si può vedere che sebbene la precisione del primo orologio sia superiore a quella del secondo orologio, l'errore prodotto dalla misurazione del primo orologio è maggiore di quello del secondo orologio. Pertanto, si può vedere che quando si sceglie un multimetro, maggiore è la precisione, meglio è. Con un multimetro ad alta precisione, è necessario selezionare l'intervallo appropriato. Solo selezionando l'intervallo corretto è possibile mettere in gioco la potenziale precisione del multimetro.
(2) L'errore causato dalla misurazione della stessa tensione con diversi range di un multimetro
Ad esempio: multimetro di tipo MF-30, la sua precisione è 2,5, scegli l'ingranaggio da 100 V e l'ingranaggio da 25 V per misurare una tensione standard di 23 V, quale ingranaggio ha l'errore minore?
Soluzione: L'errore massimo assoluto consentito del blocco 100V è:
X(100)=±2,5 percento ×100 V=±2,5 V.
L'errore assoluto massimo consentito del blocco 25V: △X(25)=±2,5 percento ×25V=±0.625V. Dalla soluzione di cui sopra si può vedere che:
Utilizzare l'ingranaggio da 100 V per misurare la tensione standard da 23 V e il valore indicato sul multimetro è compreso tra 20,5 V e 25,5 V. Utilizzare l'ingranaggio da 25 V per misurare la tensione standard da 23 V e il valore di indicazione sul multimetro è compreso tra 22,375 V e 23,625 V. Dai risultati di cui sopra, △X (100) è maggiore di △X (25), ovvero l'errore della misurazione a 100 V è molto maggiore di quello della misurazione a 25 V. Pertanto, quando un multimetro misura tensioni diverse, gli errori prodotti da intervalli diversi sono diversi. Nel caso in cui si soddisfi il valore del segnale misurato, la gamma piccola dovrebbe essere selezionata il più possibile. Ciò migliora la precisione della misurazione.
(3) L'errore causato dalla misurazione di due tensioni diverse con la stessa portata di un multimetro
Ad esempio: multimetro di tipo MF-30, la sua precisione è 2,5, utilizza un ingranaggio da 100 V per misurare una tensione standard di 20 V e 80 V, quale ingranaggio presenta l'errore minore?
Soluzione: Errore relativo massimo: △A percento =errore assoluto massimo △X/regolazione della tensione standard misurata×100 percento, l'errore assoluto massimo del blocco 100V △X(100)=±2,5 percento ×100V =±2,5V.
Per 20 V, il suo valore di indicazione è compreso tra 17,5 V-22,5 V. L'errore relativo massimo è: A(20) percento =(±2,5 V/20 V)×100 percento =±12,5 percento .
Per 80 V, il suo valore di indicazione è compreso tra 77,5 V-82,5 V. Il suo massimo errore relativo è:
A(80) percento =±(2,5V/80V)×100 percento =±3,1 percento .
Confrontando l'errore relativo massimo della tensione misurata di 20V e 80V, si può vedere che l'errore del primo è molto maggiore di quello del secondo. Pertanto, quando si utilizza la stessa portata di un multimetro per misurare due tensioni diverse, chi è più vicino al valore dell'intera gamma ha una precisione maggiore. Pertanto, quando si misura la tensione, la tensione misurata deve essere indicata a più di 2/3 dell'intervallo del multimetro. Solo in questo modo è possibile ridurre l'errore di misura.
2. Selezione della portata ed errore di misurazione della barriera elettrica
Ogni intervallo della barriera elettrica può misurare il valore di resistenza da 0 a ∞. La scala dell'ohmmetro è una scala inversa non lineare e irregolare. È espresso come percentuale della lunghezza dell'arco del righello. E la resistenza interna di ciascun intervallo è uguale alla scala centrale della lunghezza dell'arco della scala moltiplicata per il fattore moltiplicativo, che si chiama "resistenza centrale". Vale a dire, quando la resistenza misurata è uguale alla resistenza centrale dell'intervallo selezionato, la corrente che scorre nel circuito è la metà della corrente di fondo scala. Il puntatore indica il centro della scala. La sua accuratezza è espressa come:
R percento =(△R/resistenza centrale)×100 percento ……2
(1) Quando si misura la stessa resistenza con un multimetro, l'errore causato dalla selezione di intervalli diversi
Ad esempio: multimetro MF{{0}}, la resistenza centrale del blocco Rxl0 è 250Ω; la resistenza centrale del blocco R×l00 è 2.5kΩ. Il punteggio di precisione è 2,5. Usalo per misurare una resistenza standard di 500Ω e chiedi al blocco R×10 e al blocco R×100 di misurare, quale ha l'errore più grande? Soluzione: Dalla formula 2, otteniamo:
R×l0 errore massimo assoluto consentito del blocco △R(10)=resistenza centrale×R percento =250Ω×(±2,5) percento =±6,25Ω. Usalo per misurare la resistenza standard di 500Ω, il valore di indicazione della resistenza standard di 500Ω è compreso tra 493.75Ω-506.25Ω. L'errore relativo massimo è: ±6,25÷500Ω×100 percento =±1,25 percento .
L'errore assoluto massimo consentito del blocco R×l00 △R(100)=resistenza centrale×R％2,5kΩ×(±2,5)％=±62,5Ω. Usalo per misurare la resistenza standard di 500Ω, il valore di indicazione della resistenza standard di 500Ω è compreso tra 437.5Ω-562.5Ω. L'errore relativo massimo è: ±62,5÷500Ω×100 percento =±10,5 percento .
Il confronto dei risultati del calcolo mostra che quando vengono selezionati diversi intervalli di resistenza, gli errori generati dalla misurazione sono molto diversi. Pertanto, quando si seleziona la gamma di ingranaggi, cercare di rendere il valore di resistenza misurato al centro della lunghezza dell'arco della scala della gamma. La precisione della misurazione sarà maggiore.
