Hogyan válasszuk ki a multiméter tartományát és a mérési hibaelemzést
A multiméterrel történő méréskor hibák léphetnek fel. Ezen hibák némelyike maga a mérő pontossági osztálya által megengedett maximális abszolút hiba. Egyes esetekben a helytelen beállítás és használat okozta emberi hibák. A multiméter jellemzőinek és a mérési hibák okainak helyes megértése, valamint a helyes mérési technikák és módszerek elsajátítása révén csökkentheti a mérési hibákat.
Az emberi olvasási hiba az egyik ok, amely befolyásolja a mérési pontosságot. Ez elkerülhetetlen, de minimalizálható. Ezért a használat során különös figyelmet kell fordítani a következő pontokra: 1. Helyezze vízszintesen a multimétert, és mérés előtt végezze el a mechanikus nulla beállítást; 2. Olvasás közben tartsa a szemét a mutatóhoz képest függőlegesen; 3. Az ellenállás mérésekor a nullázást minden fokozatváltáskor el kell végezni. Ha nincs nullára állítva, új elemet kell cserélni; 4. Ellenállás vagy nagyfeszültség mérésekor ne fogja meg a kezével a mérővezeték fém részét, hogy elkerülje az emberi test ellenállásának söntjét, növelje a mérési hibát vagy az áramütést; 5. Az RC áramkör ellenállásának mérésekor a mérés előtt le kell kapcsolni az áramkört, és kisütni kell a kondenzátorban tárolt elektromosságot. Az emberi olvasási hibák kizárása után további elemzéseket végzünk.
1. A multiméter feszültség- és áramtartományának kiválasztása és mérési hibája
A multiméter pontossági szintje általában {{0}},1, 0,5, 1,5, 2,5, 5 és egyéb szintekre oszlik. Egyenfeszültség, áram, váltakozó feszültség, áram és egyéb hajtóművek esetén a pontossági (pontossági) fokozat kalibrálását a maximális abszolút megengedett hiba △X százaléka és a kiválasztott tartomány teljes skálaértéke fejezi ki. A következő képlettel kifejezve: A százalék =(△X/teljes skálaérték)×100 százalék ...... 1
(1) Különböző pontosságú multiméterek használata azonos feszültség hibájának mérésére
Például: Van egy 10V szabványos feszültség, és két 100 V-os, 0,5 és 15 V-os, valamint 2,5-ös multiméterrel mérik. Melyik mérőben van a legkisebb mérési hiba?
Megoldás: Az 1. képletből kapjuk: Az első mérőt mérjük: a maximális abszolút megengedett hiba
△X{{0}}±0,5 százalék × 100 V=±0,50 V.
A második táblázat mérése: a maximális abszolút megengedett hiba
△X{{0}}±2,5 százalék × 15 V=±0,375 V.
Az △X1 és △X2 összehasonlításából látható, hogy bár az első óra pontossága nagyobb, mint a másodiké, az első óra mérési hibája nagyobb, mint a másodiké. Ezért látható, hogy a multiméter kiválasztásakor minél nagyobb a pontosság, annál jobb. Nagy pontosságú multiméterrel ki kell választani a megfelelő tartományt. Csak a megfelelő tartomány kiválasztásával hozható működésbe a multiméter potenciális pontossága.
(2) Ugyanannak a feszültségnek a multiméter különböző tartományaival történő mérése által okozott hiba
Például: MF-30 típusú multiméter, pontossága 2,5, válasszon 100V-os és 25V-os fokozatot a 23V-os szabványos feszültség méréséhez, melyik fokozatban van a legkisebb hiba?
Megoldás: A 100 V-os blokk maximális abszolút megengedett hibája:
X(100)=±2,5 százalék × 100 V=±2,5 V.
A 25 V-os blokk maximális abszolút megengedett hibája: △X(25)=±2,5 százalék ×25 V=±0,625 V. A fenti megoldásból látható, hogy:
A 100 V-os fogaskerékkel mérje meg a 23 V-os szabványos feszültséget, és a multiméteren kijelzett érték 20,5 V és 25,5 V között van. A 25 V-os fogaskerékkel mérje meg a 23 V-os szabványos feszültséget, és a multiméteren a kijelzett érték 22,375 V és 23,625 V között van. A fenti eredményekből △X (100) nagyobb, mint △X (25), vagyis a 100V-os mérés hibája sokkal nagyobb, mint a 25V-os mérésé. Ezért amikor egy multiméter különböző feszültségeket mér, a különböző tartományok által okozott hibák eltérőek. A mért jel értékének kielégítése esetén lehetőleg a kis tartományt kell választani. Ez javítja a mérés pontosságát.
(3) A hiba, amelyet egy multiméter azonos tartományával két különböző feszültség mérése okoz
Például: MF-30 típusú multiméter, pontossága 2,5, használjon 100 V-os váltót 20 V és 80 V szabványos feszültség mérésére, melyik fokozatnál van a legkisebb hiba?
Megoldás: Maximális relatív hiba: △A százalék =maximális abszolút hiba △X/mért szabványos feszültségbeállítás × 100 százalék , a 100V-os blokk maximális abszolút hibája △X(100)=±2,5 százalék ×100V =±2,5 V.
20V esetén a jelzési értéke 17,5V-22.5V között van. A maximális relatív hiba: A(20) százalék =(±2,5V/20V)×100 százalék =±12,5 százalék .
80V esetén a jelzési értéke 77,5V-82.5V között van. Maximális relatív hibája:
A(80) százalék =±(2,5V/80V)×100 százalék =±3,1 százalék .
A 20V és 80V mért feszültség maximális relatív hibáját összehasonlítva látható, hogy az előbbi hibája sokkal nagyobb, mint az utóbbié. Ezért ha egy multiméter azonos tartományát használjuk két különböző feszültség mérésére, aki közelebb van a teljes tartomány értékéhez, annak nagyobb a pontossága. Ezért a feszültség mérésekor a mért feszültséget a multiméter tartományának több mint 2/3-án kell feltüntetni. Csak így csökkenthető a mérési hiba.
2. Az elektromos sorompó tartományválasztása és mérési hibája
Az elektromos sorompó minden tartománya 0 és ∞ közötti ellenállásértéket mérhet. Az ohmmérő skálája egy nemlineáris, egyenetlen inverz skála. A vonalzó ívhosszának százalékában van kifejezve. És az egyes tartományok belső ellenállása megegyezik a skála ívhosszának középső skálájával, megszorozva a szorzótényezővel, amelyet "középellenállásnak" neveznek. Ez azt jelenti, hogy ha a mért ellenállás megegyezik a kiválasztott tartomány középső ellenállásával, az áramkörben folyó áram fele a teljes skálaáramnak. A mutató a skála közepén mutat. Pontossága a következőképpen fejezhető ki:
R százalék =(△R/középellenállás)×100 százalék ……2
(1) Ugyanannak az ellenállásnak a multiméterrel történő mérésekor a hiba a különböző tartományok kiválasztásából származik
Például: MF{{0}} multiméter, az Rxl0 blokk központi ellenállása 250Ω; az R×l00 blokk központi ellenállása 2,5 kΩ. A pontosság 2,5. Mérje meg vele a szabványos 500Ω-os ellenállást, és kérje meg az R×10 blokkot és az R×100 blokkot, hogy mérjék meg, melyik a legnagyobb hiba? Megoldás: A 2-es képletből a következőket kapjuk:
R×l0 blokk maximális abszolút megengedett hiba △R(10)=középellenállás×R százalék =250Ω×(±2,5) százalék =±6,25Ω. Használja az 500 Ω-os szabványos ellenállás mérésére, az 500 Ω-os szabványos ellenállás jelzési értéke 493,75 Ω-506,25 Ω között van. A maximális relatív hiba: ±6,25÷500Ω×100 százalék =±1,25 százalék .
Az R×l00 blokk maximális abszolút megengedett hibája △R(100)=középellenállás×R％2.5kΩ×(±2.5)％=±62.5Ω. Használja az 500 Ω-os szabványos ellenállás mérésére, az 500 Ω-os szabványos ellenállás jelzési értéke 437,5 Ω-562,5 Ω között van. A maximális relatív hiba: ±62,5÷500Ω×100 százalék =±10,5 százalék .
A számítási eredmények összehasonlítása azt mutatja, hogy különböző ellenállási tartományok kiválasztása esetén a mérés által generált hibák nagyon eltérőek. Ezért a fokozati tartomány kiválasztásakor próbálja meg a mért ellenállásértéket a tartományskála ívhosszának közepébe tenni. A mérési pontosság nagyobb lesz.
