Kaip pasirinkti multimetro diapazoną ir matavimo klaidų analizę
Matuojant multimetru bus klaidų. Kai kurios iš šių klaidų yra didžiausios absoliučios paklaidos, kurias leidžia paties skaitiklio tikslumo klasė. Kai kurios yra žmogiškosios klaidos, atsiradusios dėl netinkamo reguliavimo ir naudojimo. Teisingai suprasdami multimetro charakteristikas ir matavimo klaidų priežastis bei įvaldydami 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 ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas šiems naudojimo taškams: 1. Pastatykite multimetrą horizontaliai ir prieš matavimą atlikite mechaninį nulio reguliavimą; 2. Skaitydami akis laikykite vertikaliai rodyklės atžvilgiu; 3. Matuojant pasipriešinimą, nulinis reguliavimas turi būti atliekamas kiekvieną kartą perjungiant pavarą. Kai jis nenustatytas iki nulio, reikia pakeisti naują bateriją; 4. Matuodami varžą ar aukštą įtampą, nelaikykite metalinės matavimo laido dalies rankomis, kad išvengtumėte žmogaus kūno pasipriešinimo šunto, padidintumėte matavimo paklaidą ar elektros smūgį; 5. Matuojant varžą RC grandinėje, prieš atliekant matavimą būtina išjungti maitinimą grandinėje ir iškrauti kondensatoriuje sukauptą elektros energiją. Išskyrus žmogaus skaitymo klaidas, atliekame kitų klaidų analizę.
1. Multimetro įtampos ir srovės diapazono parinkimas ir matavimo paklaida
Multimetro tikslumo lygis paprastai skirstomas į {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5 ir kitus lygius. Nuolatinės srovės, srovės, kintamosios srovės, srovės ir kitų pavarų tikslumo (tikslumo) laipsnio kalibravimas išreiškiamas didžiausios absoliučios leistinos paklaidos △X procentine dalimi ir visa pasirinkto diapazono skalės verte. Išreiškiama formule: A procentas =(△X/visos skalės reikšmė) × 100 procentų ...... 1
(1) Skirtingo tikslumo multimetrų naudojimas tos pačios įtampos paklaidai išmatuoti
Pavyzdžiui: yra 10V standartinė įtampa ir ji matuojama dviem multimetrais: 100 V, 0,5 ir 15 V ir 2,5. Kuris skaitiklis turi mažiausią matavimo paklaidą?
Sprendimas: Gauta pagal 1 formulę: Išmatuotas pirmasis metras: didžiausia absoliuti leistina paklaida
△X{{0}}±0,5 proc. × 100 V=±0,50 V.
Antrosios lentelės matavimas: didžiausia absoliuti leistina paklaida
△X{{0}}±2,5 proc. ×l5 V=±0,375 V.
Lyginant △X1 ir △X2, matyti, kad nors pirmojo laikrodžio tikslumas yra didesnis nei antrojo, pirmojo laikrodžio matavimo paklaida yra didesnė nei antrojo laikrodžio. Todėl matyti, kad renkantis multimetrą, kuo didesnis tikslumas, tuo geriau. Naudojant didelio tikslumo multimetrą, būtina pasirinkti tinkamą diapazoną. Tik pasirinkus tinkamą diapazoną, galimas multimetro tikslumas.
(2) Klaida, atsirandanti matuojant tą pačią įtampą skirtingais multimetro diapazonais
Pvz.: MF-30 tipo multimetras, jo tikslumas 2,5, 23V standartinei įtampai matuoti pasirinkite 100V pavarą ir 25V pavarą, kurios pavaros paklaida mažiausia?
Sprendimas: Didžiausia absoliuti leistina 100 V bloko paklaida yra:
X(100)=±2,5 proc. × 100 V=±2,5 V.
Didžiausia absoliuti leistina 25 V bloko paklaida: △X(25)=±2,5 proc. ×25 V=±0,625 V. Iš aukščiau pateikto sprendimo matyti, kad:
Standartinei 23 V įtampai išmatuoti naudokite 100 V pavarą, o multimetro rodoma vertė yra nuo 20,5 V iki 25,5 V. Norėdami išmatuoti 23 V standartinę įtampą, naudokite 25 V pavarą, o multimetro indikacinė vertė yra nuo 22,375 V iki 23,625 V. Iš aukščiau pateiktų rezultatų △X (100) yra didesnis nei △X (25), tai yra, 100 V matavimo paklaida yra daug didesnė nei 25 V matavimo paklaida. Todėl, kai multimetras matuoja skirtingas įtampas, skirtingų diapazonų paklaidos yra skirtingos. Jei išmatuoto signalo vertė yra patenkinama, reikia pasirinkti kuo didesnį diapazoną. Tai pagerina matavimo tikslumą.
(3) Klaida, kurią sukelia dviejų skirtingų įtampų matavimas tuo pačiu multimetro diapazonu
Pvz.: MF-30 tipo multimetras, jo tikslumas 2,5, naudokite 100V pavarą standartinei 20V ir 80V įtampai išmatuoti, kuri pavara turi mažiausią paklaidą?
Sprendimas: Didžiausia santykinė paklaida: △A procentas =didžiausia absoliuti paklaida △X / išmatuotas standartinis įtampos reguliavimas × 100 procentų , maksimali absoliuti 100 V bloko paklaida △X(100)=±2,5 proc. × 100 V =±2,5 V.
20 V atveju jo indikacinė vertė yra tarp 17,5 V-22, 5 V. Didžiausia santykinė paklaida yra: A(20) procentų =(±2,5 V/20 V) × 100 procentų =±12,5 procentų .
80 V atveju indikacinė vertė yra tarp 77,5 V-82, 5 V. Didžiausia jo santykinė paklaida yra:
A(80) procentų =±(2,5 V/80 V) × 100 procentų =±3,1 procento .
Palyginus maksimalią 20V ir 80V išmatuotos įtampos santykinę paklaidą, matyti, kad pirmosios paklaida yra daug didesnė nei antrosios. Todėl naudojant tą patį multimetro diapazoną dviem skirtingoms įtampoms matuoti, tas, kuris yra arčiau viso diapazono vertės, turi didesnį tikslumą. Todėl, matuojant įtampą, išmatuota įtampa turėtų būti nurodyta daugiau nei 2/3 multimetro diapazono. Tik tokiu būdu galima sumažinti matavimo paklaidą.
2. Elektros barjero diapazono parinkimas ir matavimo paklaida
Kiekvienas elektrinio barjero diapazonas gali išmatuoti varžos vertę nuo 0 iki ∞. Omometro skalė yra netiesinė, netolygi atvirkštinė skalė. Jis išreiškiamas liniuotės lanko ilgio procentais. Ir kiekvieno diapazono vidinė varža yra lygi skalės lanko ilgio centro skalei, padaugintai iš dauginimo koeficiento, 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 rodo skalės centre. Jo tikslumas išreiškiamas taip:
R procentai =(△R/centrinis pasipriešinimas) × 100 procentų ……2
(1) Matuojant tą patį pasipriešinimą multimetru, klaida atsiranda dėl skirtingų diapazonų pasirinkimo
Pavyzdžiui: MF{{0}} multimetras, centrinė Rxl0 bloko varža yra 250Ω; centrinė bloko R×l00 varža yra 2,5 kΩ. Tikslumo įvertinimas yra 2,5. Naudokite jį standartinei 500 Ω varžai išmatuoti ir paprašykite R × 10 bloko ir R × 100 bloko išmatuoti, kuris turi didžiausią paklaidą? Sprendimas: iš 2 formulės gauname:
R×l0 blokuoti maksimalią absoliučią leistiną paklaidą △R(10)=centro varža×R procentai =250Ω×(±2,5) procentai =±6,25Ω. Naudokite jį 500 Ω standartinei varžai matuoti, 500 Ω standartinės varžos indikacinė vertė yra tarp 493,75 Ω-506,25 Ω. Didžiausia santykinė paklaida yra: ±6,25÷500Ω × 100 proc. =±1,25 proc.
Didžiausia absoliuti leistina R×l00 bloko △R(100)=centro varža×R％2,5kΩ×(±2,5)％=±62,5Ω paklaida. Naudokite jį 500 Ω standartinei varžai matuoti, 500 Ω standartinės varžos indikacinė vertė yra tarp 437,5 Ω-562,5 Ω. Didžiausia santykinė paklaida yra: ±62,5÷500Ω × 100 procentų =±10,5 procentų .
Skaičiavimo rezultatų palyginimas rodo, kad pasirinkus skirtingus varžos diapazonus, matavimo metu generuojamos paklaidos labai skiriasi. Todėl, rinkdamiesi pavarų diapazoną, stenkitės, kad išmatuota varžos vertė būtų diapazono skalės lanko ilgio centre. Matavimo tikslumas bus didesnis.
