Išsamus multimetro diapazono pasirinkimo ir matavimo paklaidos paaiškinimas
Matuojant multimetru bus tam tikrų klaidų. Kai kurios iš šių klaidų yra didžiausios absoliučios paklaidos, kurias leidžia paties prietaiso tikslumo lygis. Kai kurios yra žmogiškosios klaidos, atsiradusios dėl netinkamo reguliavimo ir naudojimo. Jei teisingai suprasite multimetrų charakteristikas ir matavimo klaidų priežastis bei įvaldysite teisingus matavimo būdus ir metodus, galite sumažinti matavimo paklaidas.
Žmogaus skaitymo klaida yra viena iš priežasčių, turinčių įtakos matavimo tikslumui. Tai neišvengiama, bet gali būti sumažinta iki minimumo. Todėl naudojimo metu reikia atkreipti ypatingą dėmesį į šiuos dalykus:
1. Prieš matavimą padėkite multimetrą horizontaliai ir atlikite mechaninį nulio reguliavimą;
2. Skaitydami laikykite akis statmenai rodyklei;
3. Matuojant pasipriešinimą, nulio reguliavimas turi būti atliekamas kiekvieną kartą perjungiant pavaras. Jei jis negali pasiekti nulio, pakeiskite bateriją nauja;
4. Matuodami varžą ar aukštą įtampą, nelaikykite metalinės matavimo laido dalies rankomis, kad išvengtumėte žmogaus kūno pasipriešinimo manevravimo, padidintumėte matavimo paklaidą ar nesukeltumėte elektros šoko;
5. Matuodami varžą RC grandinėje, prieš vėl matuodami, atjunkite grandinės maitinimą ir iškraukite visą kondensatoriuje sukauptą elektros energiją. Išskyrus žmogaus skaitymo klaidas, atliekame kitų klaidų analizę.
1. Multimetro įtampos ir srovės diapazono parinkimas ir matavimo paklaida
Multimetrų tikslumo lygiai paprastai skirstomi į kelis lygius, pvz., {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5 ir tt. Nuolatinės srovės įtampos, srovės, Kintamosios srovės įtampa, srovė ir kitos pavaros rodomos procentais nuo didžiausios absoliučios leistinos paklaidos △X ir visos pasirinkto diapazono skalės vertės. Išreiškiama formule: A%=(△X/visos skalės vertė) × 100%... 1
(1) Klaida, atsiradusi dėl to, kad tai pačiai įtampai matuoti naudojami skirtingo tikslumo multimetrai
Pavyzdžiui: yra 10V standartinė įtampa ir ji matuojama dviem multimetrais 100 V lygiu ir 0,5 lygiu bei 15 V lygiu ir 2,5 lygiu. Kuris skaitiklis turi mažiausią matavimo paklaidą?
Sprendimas: Iš 1 lygties: Pirmasis matuoklio matavimas: Didžiausia absoliuti leistina paklaida
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Antrojo skaitiklio bandymas: didžiausia absoliuti leistina paklaida
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Lyginant △X1 ir △X2, matyti, kad nors pirmojo skaitiklio tikslumas yra didesnis nei antrojo matuoklio, paklaida, kurią sukelia matavimas naudojant pirmąjį matuoklį, yra didesnė nei paklaida, kurią sukelia matavimas naudojant antrąjį. metras. Todėl matyti, kad renkantis multimetrą, kuo didesnis tikslumas, tuo geriau. Naudodami didelio tikslumo multimetrą taip pat turite pasirinkti tinkamą matavimo diapazoną. Tik teisingai parinkus matavimo diapazoną galima atskleisti potencialų multimetro tikslumą.
(2) Klaida, atsiradusi matuojant tą pačią įtampą skirtingais multimetro diapazonais
Pavyzdžiui: multimetro MF-30 tikslumas yra 2,5. Jis naudoja 100 V ir 25 V pavaras 23 V standartinei įtampai matuoti. Kurioje pavaroje yra mažiausia klaida?
Sprendimas: Didžiausia absoliuti leistina 100 V bloko paklaida:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
Didžiausia absoliuti leistina 25 V bloko paklaida: △X (25)=±2,5 % × 25 V=±0.625 V. Tai matyti iš aukščiau pateikto sprendimo:
Norėdami išmatuoti 23 V standartinę įtampą, naudokite 100 V pavarą. Multimetro vertė yra nuo 20,5 V iki 25,5 V. Norėdami išmatuoti 23 V standartinę įtampą, naudokite 25 V pavarą. Multimetro vertė yra nuo 22,375 V iki 23,625 V. Sprendžiant iš aukščiau pateiktų rezultatų, △X (100) yra didesnis nei △X (25), tai yra, 100 V bloko matavimo paklaida yra daug didesnė nei 25 V bloko matavimo paklaida. Todėl, kai multimetras matuoja skirtingas įtampas, paklaidos, atsirandančios matuojant skirtingais diapazonais, yra skirtingos. Su sąlyga, kad išmatuota signalo vertė yra patenkinta, reikia pasirinkti kuo mažesnį diapazoną. Tai pagerina matavimo tikslumą.
(3) Klaida, kurią sukelia dviejų skirtingų įtampų matavimas tuo pačiu multimetro diapazonu
Pavyzdžiui: multimetro MF-30 tikslumas yra 2,5. Jis naudoja 100 V pavarą standartinei 20 V ir 80 V įtampai matuoti. Kurioje pavaroje yra mažiausia klaida?
Sprendimas: Didžiausia santykinė paklaida: △A%=maksimali absoliuti paklaida △X / išmatuotas standartinis įtampos reguliavimas × 100%, maksimali absoliuti paklaida 100 V bloke △X (100)=±2,5% × 100 V { {8}} ±2,5 V.
20 V atveju jo indikacinė vertė yra tarp 17,5 V-22, 5 V. Didžiausia santykinė paklaida yra: A(20)%=(±2,5V / 20V) × 100%=±12,5%.
80 V atveju indikacinė vertė yra tarp 77,5 V-82, 5 V. Didžiausia jo santykinė paklaida yra:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Palyginus 20V ir 80V išmatuotų įtampų maksimalias santykines paklaidas, matome, kad pirmoji turi daug didesnę paklaidą nei antroji. Todėl naudojant tą patį multimetro diapazoną dviem skirtingoms įtampoms matuoti, tikslesnis bus tas, kuris yra arčiau visos skalės vertės. Todėl, matuojant įtampą, išmatuota įtampa turėtų būti didesnė nei 2/3 multimetro diapazono. Tik tokiu būdu galima sumažinti matavimo paklaidas.
2. Elektros barjero diapazono parinkimo ir matavimo klaida
Kiekvienas elektrinės varžos diapazonas gali išmatuoti varžos vertes nuo 0 iki ∞. Omometro skalė yra netiesinė, netolygi apversta skalė. Jis išreiškiamas liniuotės lanko ilgio procentais. Be to, kiekvieno diapazono vidinė varža yra lygi centrinės skalės skaičiui, padaugintam iš liniuotės lanko ilgio, kuris vadinamas „centriniu pasipriešinimu“. Tai reiškia, kad kai išmatuota varža yra lygi pasirinkto diapazono centrinei varžai, grandinėje tekanti srovė yra pusė visos skalės srovės. Rodyklė yra skalės centre. Jo tikslumas išreiškiamas tokia formule:
R%=(△R / centrinė varža) × 100%……2
(1) Naudojant multimetrą tam pačiam pasipriešinimui matuoti, klaida atsiranda pasirinkus skirtingus diapazonus
Pavyzdžiui: MF{{0}} multimetras, Rxl0 bloko centrinė varža yra 250Ω; bloko R×l00 centrinė varža yra 2,5 kΩ. Tikslumo lygis yra 2,5. Naudokite jį norėdami išmatuoti standartinę 500 Ω varžą ir paklauskite, ar naudojate R × 10 bloką ar R × 100 bloką matuoti, kuris turi didesnę paklaidą? Sprendimas: iš 2 lygties:
Didžiausia absoliuti leistina bloko R×l0 paklaida yra △R(10)=centro varža×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ω. Naudokite jį 500 Ω standartinei varžai matuoti, o 500 Ω standartinės varžos indikacinė vertė yra nuo 493,75 Ω iki 506,25 Ω. Didžiausia santykinė paklaida yra: ±6,25÷500 Ω × 100 %=±1,25 %.
Didžiausia absoliuti leistina bloko R×l00 paklaida yra △R (100)=centrinė varža × R% 2,5kΩ × (±2,5)%=±62,5Ω. Naudokite jį 500 Ω standartinei varžai matuoti, o 500 Ω standartinės varžos indikacinė vertė yra nuo 437,5 Ω iki 562,5 Ω. Didžiausia santykinė paklaida yra: ±62,5÷500 Ω × 100 %=±10,5 %.
Palyginus skaičiavimo rezultatus matyti, kad matavimo paklaidos labai skiriasi pasirinkus skirtingus varžos diapazonus. Todėl, rinkdamiesi pavarų diapazoną, stenkitės, kad išmatuota pasipriešinimo vertė būtų diapazono skalės lanko ilgio centre. Matavimo tikslumas bus didesnis.
