การเลือกช่วงของมัลติมิเตอร์และการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดในการวัด

การเลือกช่วงของมัลติมิเตอร์และการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดในการวัด

ระดับความแม่นยำของมัลติมิเตอร์โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นหลายระดับ เช่น {{0}}.1, 0.5, 1.5, 2.5 และ 5 สำหรับแรงดัน DC กระแส แรงดันกระแสสลับ กระแส และเฟืองอื่นๆ การสอบเทียบระดับความแม่นยำ (ความแม่นยำ) จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาต △X และค่ามาตราส่วนเต็มของช่วงที่เลือก แสดงตามสูตร: เปอร์เซ็นต์ =(△X/ค่าเต็มสเกล)×100 เปอร์เซ็นต์ ... 1

(1) ใช้มัลติมิเตอร์ที่มีความแม่นยำต่างกันเพื่อวัดค่าความผิดพลาดที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน

ตัวอย่างเช่น: มีแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน 10V และมัลติมิเตอร์สองตัวที่มีช่วง 100V, ระดับ 0.5 และระดับ 15V, ระดับ 2.5 ใช้ในการวัด เครื่องวัดใดมีข้อผิดพลาดในการวัดน้อยกว่า

วิธีแก้ปัญหา: จากสูตร 1 เราจะได้รับ: การวัดเมตรแรก: ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาต

△X{{0}}±0.5 เปอร์เซ็นต์ ×100V=±0.50V

การทดสอบมิเตอร์ครั้งที่สอง: ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาต

△X{{0}}±2.5 เปอร์เซ็นต์ ×l5V=±0.375V

การเปรียบเทียบ △X1 และ △X2 จะเห็นได้ว่าแม้ว่าความเที่ยงตรงของนาฬิกาเรือนแรกจะสูงกว่านาฬิกาเรือนที่สอง แต่ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการวัดด้วยนาฬิกาเรือนแรกก็มีขนาดใหญ่กว่าข้อผิดพลาดที่เกิดจากนาฬิกาเรือนที่สอง ดังนั้นจะเห็นได้ว่าเมื่อเลือกมัลติมิเตอร์ยิ่งมีความแม่นยำสูงเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น ด้วยมัลติมิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง จำเป็นต้องเลือกช่วงที่เหมาะสม การเลือกช่วงที่ถูกต้องเท่านั้นจึงจะสามารถดึงความแม่นยำของมัลติมิเตอร์มาใช้ได้

(2) ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการวัดแรงดันไฟฟ้าเดียวกันด้วยช่วงที่แตกต่างกันของมัลติมิเตอร์

ตัวอย่างเช่น: มัลติมิเตอร์ MF-30 ความแม่นยำคือ 2.5 เกรด เลือกเฟือง 100V และเฟือง 25V เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน 23V เฟืองใดมีข้อผิดพลาดน้อยกว่ากัน

วิธีแก้ไข: ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาตสำหรับเกียร์ 100V:

X(100)=±2.5 เปอร์เซ็นต์ ×100V=±2.5V

ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาตสำหรับเกียร์ 25V: △X(25)=±2.5 เปอร์เซ็นต์ ×25V=±0.625V จากวิธีแก้ปัญหาข้างต้นสามารถเห็นได้ว่า:

ใช้เฟือง 100V เพื่อวัดแรงดันมาตรฐาน 23V และค่าที่แสดงบนมัลติมิเตอร์อยู่ระหว่าง 20.5V-25.5V ใช้บล็อก 25V เพื่อวัดแรงดันมาตรฐาน 23V และค่าบ่งชี้บนมัลติมิเตอร์อยู่ระหว่าง 22.375V-23.625V จากผลลัพธ์ข้างต้น △X (100) มากกว่า △X (25) นั่นคือ ข้อผิดพลาดของการวัดบล็อก 100V นั้นใหญ่กว่าการวัดบล็อก 25V มาก ดังนั้น เมื่อมัลติมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ข้อผิดพลาดที่เกิดจากช่วงต่างๆ จึงแตกต่างกัน ในกรณีที่ตรงตามค่าของสัญญาณที่จะวัด ควรเลือกเกียร์ที่มีช่วงการวัดที่เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้ สิ่งนี้จะเพิ่มความแม่นยำของการวัด

(3) ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการวัดแรงดันไฟฟ้าสองค่าที่ต่างกันด้วยช่วงเดียวกันของมัลติมิเตอร์

ตัวอย่างเช่น: มัลติมิเตอร์ MF-30 มีความแม่นยำ 2.5 เกรด ใช้เกียร์ 100V เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน 20V และ 80V เกียร์ใดมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า?

วิธีแก้ไข: ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุด: △A เปอร์เซ็นต์ =ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุด △X/การปรับแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานที่วัดได้×100 เปอร์เซ็นต์ ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดของเกียร์ 100V △X(100)=±2.5 เปอร์เซ็นต์ × 100V=±2.5V.

สำหรับ 20V ค่าบ่งชี้อยู่ระหว่าง 17.5V-22.5V ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุดคือ: A(20) เปอร์เซ็นต์ =(±2.5V/20V)×100 เปอร์เซ็นต์ =±12.5 เปอร์เซ็นต์

สำหรับ 80V ค่าบ่งชี้อยู่ระหว่าง 77.5V-82.5V ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุดคือ:

A(80) เปอร์เซ็นต์ =±(2.5V/80V)×100 เปอร์เซ็นต์ =±3.1 เปอร์เซ็นต์

เมื่อเปรียบเทียบข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ 20V และ 80V จะเห็นได้ว่าข้อผิดพลาดของอันแรกนั้นใหญ่กว่าอันหลังมาก ดังนั้น เมื่อใช้มัลติมิเตอร์ช่วงเดียวกันเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าสองค่าที่ต่างกัน ใครก็ตามที่มีค่าใกล้เคียงค่าเต็มสเกลจะมีความแม่นยำสูงกว่า ดังนั้น เมื่อทำการวัดแรงดันไฟฟ้า ควรระบุแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ให้สูงกว่า 2/3 ของช่วงของมัลติมิเตอร์ ด้วยวิธีนี้เท่านั้นที่สามารถลดข้อผิดพลาดในการวัดได้

2. การเลือกช่วงและข้อผิดพลาดในการวัดสิ่งกีดขวางทางไฟฟ้า

ความต้านทานไฟฟ้าแต่ละช่วงสามารถวัดค่าความต้านทานได้ตั้งแต่ 0 ถึง ∞ สเกลวัดของโอห์มมิเตอร์เป็นสเกลที่ไม่เชิงเส้น ไม่สม่ำเสมอ หัวกลับ ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความยาวส่วนโค้งของมาตราส่วน นอกจากนี้ ความต้านทานภายในของแต่ละช่วงจะเท่ากับตัวคูณของเลขมาตราส่วนศูนย์กลางของความยาวส่วนโค้งของมาตราส่วน ซึ่งเรียกว่า "ความต้านทานศูนย์กลาง" กล่าวคือ เมื่อความต้านทานที่วัดได้มีค่าเท่ากับความต้านทานศูนย์กลางของช่วงที่เลือก กระแสที่ไหลในวงจรจะเป็นครึ่งหนึ่งของกระแสเต็มสเกล ตัวชี้ระบุจุดศูนย์กลางของสเกล ความแม่นยำจะแสดงด้วยสูตรต่อไปนี้:

เปอร์เซ็นต์ R =(△ความต้านทาน R/จุดศูนย์กลาง)×100 เปอร์เซ็นต์ ……2

(1) เมื่อใช้มัลติมิเตอร์วัดความต้านทานเดียวกัน ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเลือกช่วงที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น: มัลติมิเตอร์ MF{{0}} ความต้านทานศูนย์กลางของบล็อก Rxl0 คือ 250Ω ความต้านทานศูนย์กลางของบล็อก Rxl{3}} คือ 2.5kΩ ระดับความแม่นยำคือ 2.5 ใช้วัดค่าความต้านทานมาตรฐาน 500Ω แล้วถามว่าจะวัดด้วยเฟือง R×l0 หรือเฟือง R×100 อันไหนมีข้อผิดพลาดมากกว่ากัน วิธีแก้ปัญหา: จากสูตร 2:

ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาตของ R×l0 บล็อก △R(10)=ความต้านทานกลาง×R เปอร์เซ็นต์ =250Ω×(±2.5) เปอร์เซ็นต์ =±6.25Ω . ใช้วัดความต้านทานมาตรฐาน 500Ω จากนั้นค่าที่ระบุของความต้านทานมาตรฐาน 500Ω จะอยู่ระหว่าง 493.75Ω-506.25Ω ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุดคือ: ±6.25÷500Ω×100 เปอร์เซ็นต์ =±1.25 เปอร์เซ็นต์

R×l00 บล็อกค่าความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์สูงสุดที่อนุญาต △R(100)=ความต้านทานกลาง×R เปอร์เซ็นต์ 2.5kΩ×(±2.5) เปอร์เซ็นต์ =±62.5Ω ใช้วัดความต้านทานมาตรฐาน 500Ω จากนั้นค่าที่ระบุของความต้านทานมาตรฐาน 500Ω จะอยู่ระหว่าง 437.5Ω-562.5Ω ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุดคือ: ±62.5÷500Ω×100 เปอร์เซ็นต์ =±10.5 เปอร์เซ็นต์

การเปรียบเทียบผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่าข้อผิดพลาดในการวัดจะแตกต่างกันอย่างมากเมื่อเลือกช่วงความต้านทานที่แตกต่างกัน ดังนั้น เมื่อเลือกช่วงเกียร์ ให้พยายามทำให้ค่าความต้านทานที่วัดได้อยู่กึ่งกลางของความยาวส่วนโค้งของสเกลช่วง ความแม่นยำในการวัดจะสูงขึ้น