Точность измерений / Хабр
Я столкнулся с фактом, который удивил меня и скорее всего удивит и вас. Оказывается, измерить напряжение в сети с точностью хотя бы до одного вольта — почти невыполнимая задача.
Шесть приборов на этом фото показывают разные значения, причём максимальное отличается от минимального, более чем на 6 вольт.
В процессе подготовки статьи об измерителях мощности я провёл эксперимент с одновременным измерением сетевого напряжения несколькими приборами и получив такие разные результаты начал разбираться с точностью.
Обычно для цифровых приборов производители указывают точность в виде ±(0.8%+10). Эта запись означает плюс-минус 0.8% плюс 10 единиц младшего разряда. Например, если прибор измеряет напряжение и показывает целые и десятые значения, то при напряжении 230 вольт его точность будет ±(230/100*0.8+10*0.1), то есть ±2.84 В (десять единиц младшего разряда в данном случае составляют 1 вольт).
Иногда указывается точность в виде ±(0.5FS+0.01). FS — это Full Scale. Такая запись означает, что прибор может иметь отклонения показаний до 0.5% от предела диапазона измерения плюс 0.01 вольта (если это вольтметр). Например, если диапазон 750V и указано ±(0.5FS+0.01), отклонение может быть до ±(750/100*0.5+0.01), т. е. ±3.76 В независимо от того, какое напряжение измеряется.
Есть два неприятных нюанса.
Часто в характеристиках прибора производители указывают общие значения точности для типа измерения, а на отдельных диапазонах всё может быть ещё хуже. Так, для моего мультиметра UNI-T UT61E, который я всегда считал очень точным, для измерения переменного напряжения везде, в том числе на сайте производителя указана точность ±(0.8%+10), но если внимательно почитать инструкцию, на 48й странице можно обнаружить вот такую табличку:
В диапазоне 750 V на частоте сети точность измерения на самом деле составляет ±(1.2%+10), то есть ±3.76 В на напряжении 230 В.
Второй нюанс в том, что запись точности зависит от того, сколько знаков после запятой показывает прибор.
±(1%+20) может оказаться точнее, чем ±(1%+3), если первый прибор показывает два знака после запятой, а второй один. В характеристиках приборов количество знаков после запятой на каждом диапазоне указывают редко, поэтому о реальной точности можно только гадать.
Из таблички, приведённой выше, я узнал удивительное. Оказывается, мой UNI-T UT61E на напряжении до 220 вольт показывает два знака после запятой, и значит имеет точность ±1.86 В на напряжении 220 В, ведь в данном случае в записи ±(0.8%+10) 10 — это всего лишь 0.1 В, а вот при напряжении более 220 вольт он начинает показывать один знак после запятой и точность снижается более, чем вдвое.
Я вам ещё не сосем заморочил голову? 🙂
С моим вторым мультиметром Mastech MY65 всё ещё интереснее. На его коробке указана точность измерения переменного напряжения для диапазона 750V ±(0.15%+3). У прибора в этом диапазоне один знак после запятой, значит точность вроде как ±0.645 В на напряжении 230 В.
Но не тут то было! В коробке лежит инструкция, в ней уже ±(1%+15) на том же диапазоне 750 V, а это уже ±3.
8 В на напряжении 230 В.
Но и это ещё не всё. Смотрим официальный сайт. А там уже ±(1.2%+15), то есть ±4.26 В на 230 В. Точность неожиданно уменьшилась почти в семь раз!
Этот MY65 вообще странный. Под этим названием продаются два разных мультиметра. Вот, например на одном и том же сайте зелёный MY65 и жёлтый MY65 с разными возможностями, разной конструкцией и разными параметрами.
В китайских интернет-магазинах часто встречается вот такая штука за 3.5 доллара, которая втыкается в розетку и показывает напряжение.
Знаете, какая у неё точность? ±(1.5%+2). Теперь вы знаете, как это расшифровать. Штука показывает целые вольты, значит на напряжении 230 вольт её точность составляет ±(230/100*1.5+2), то есть ±5.45 В. Как в анекдоте, плюс-минус трамвайная остановка.
Так как же измерить напряжение в сети с гарантированной точностью хотя бы до вольта в бытовых условиях? А никак!
Самый точный мультиметр, который мне удалось найти в сети — UNI-T UT71C стоит $136 и при измерении переменного напряжения в диапазоне 750 V показывает два знака после запятой и имеет точность ±(0.
4%+30), то есть на напряжении 230 вольт ±1.22 В.
На самом деле всё не так плохо. Многие приборы имеют реальную точность на порядок выше заявленной. Но эта точность не гарантируется производителем. Может будет гораздо точнее, чем обещали, а может и нет.
p.s. Спасибо Олегу Артамонову за консультации при подготовке статьи.
2016, Алексей Надёжин
Класс точности мультиметра
Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Измерительные приборы с электронной начинкой и ручным управлением, применяемые в электронике и электротехнике для измерения свойств цепи электрического тока называются мультиметры. Приборы могут измерять различные параметры, включая напряжение, ток, сопротивление, емкость, определять полярность выводов, а также цоколевку транзисторов и многие другие параметры. Мультиметры состоят из пластмассового корпуса, в котором располагается электронная начинка, блока питания, экрана, или стрелочной шкалы, регулятора, которым можно выбирать вид и интервал измерений.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Классы точности средства измерений
- Мультиметр
- Мультиметры. Виды и работа. Применение и измерение
- Мультиметр: устройство, азы работы с ним
- Мультиметр
- Основные характеристики мультиметра
- Мультиметры Fluke
- Как выбрать мультиметр для дома
- Мультиметры: какой прибор лучше выбрать
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Тест точности лучшего мультиметра для ремонта.
Классы точности средства измерений
Электричество давно уже стало неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и мультиметр — прибор для измерения параметров электрической цепи — может пригодиться каждому. Мультиметры — общее название для целого класса электроизмерительных приборов. Они способны проверять целостность электрических цепей, изоляции и заземления; измерять параметры цепи без контакта с проводниками и определять характеристики радиоэлектронных компонентов. Какой именно мультиметр нужен вам — можно понять, определившись измеряемыми параметрами и необходимой точностью прибора.
В основном в магазинах предлагаются три типа приборов: мультиметры, тестеры и токовые клещи. Мультиметр предназначен для измерения параметров электрической цепи.
Самые простые модели измеряют только базовые параметры — ток, напряжение и сопротивление.
Модели посложнее способны определить такие характеристики, как емкость конденсатора, частота переменного тока, коэффициент усиления транзистора и т.
Чем больше параметров определяет мультиметр, чем больше наборов диапазонов их измерений и чем выше точность — тем дороже прибор. В продаже встречаются мультиметры двух видов — аналоговые со стрелочным индикатором и цифровые с дисплеем. Цифровые мультиметры предоставляют намного больший функционал, обеспечивают удобство считывания параметров и высокую точность измерения.
На стрелочном индикаторе просто невозможно измерить какое-либо значение с точностью нескольких знаков после запятой.
Считать показание на стрелочном индикаторе тоже сложнее. Несколько шкал, неравновесные деления, в некоторых случаях полученное значение еще нужно умножить на коэффициент — неподготовленного человека все это может запутать. Зато стрелочный индикатор намного удобнее при наблюдении за меняющимися параметрами. Цифровой мультиметр меняет показания на экране от 1 до 4 раз в секунду.
И, если частота обновления экрана мультиметра будет близка к частоте измеряемого сигнала, провести измерение не получится. Колебания стрелки аналогового прибора будут намного нагляднее. Тестер также проводит измерение некоторых параметров цепи, но, в отличие от мультиметра, не выводит полученные значения на экран, а использует их для определения состояния тестируемого объекта и выдачи соответствующего сигнала или сообщения. Мультиметр можно использовать и для тестирования кабелей и приборов, но тогда вывод о состоянии объекта придется делать самостоятельно.
Мультиметр универсальнее, но, во многих случаях, тестером пользоваться проще и быстрее. Впрочем, мультиметры часто содержат в себе и тестеры некоторых параметров, чаще всего — целостности цепи. Простейшие тестеры способны только определять обрыв цепи, тестеры посложнее могут определить короткое замыкание, наличие тока в цепи, переполюсовку линии постоянного тока.
Самые сложные и дорогие тестеры способны проверить на соответствие требованиям безопасности и нормативных документов множества параметров— сопротивления изоляции, сопротивления заземления, тока утечки срабатывания защиты и т.
Токовые клещи — это специализированный мультиметр, способный измерить силу тока в отдельном проводе без разрыва цепи и нарушения изоляции. Для этого используется способность электрического тока индуцировать возбуждать ток в проводниках, находящихся поблизости. Такие проводники и скрыты в клещах, которые — для измерения тока — следует наложить на провод. Токовые клещи незаменимы для определения нагрузки на линии электропередач, определения потребляемой мощности и т.
Даже недорогие клещи способны с приемлемой точностью измерять силу тока до А и напряжение до В. Дорогие клещи могут измерять силу тока до А и используют метод TrueRMS, повышающий точность измерения параметров переменных токов. Виды измерений параметров электрической цепи. Для бытового использования достаточно, если прибор сможет измерять:.
Также некоторые мультиметры предлагают возможность измерения частоты переменного тока, потребляемой мощности электроприборов и температуры — последнее обычно реализуется с помощью измерения напряжения термоЭДС на концах термопары, входящей в комплект поставки.
Обратите внимание на максимальное рабочее напряжение.
Это — то напряжение, которое может выдержать электроника прибора. Его превышение с высокой вероятностью приведет к поломке.
Важной характеристикой, во многом определяющей цену прибора, является погрешность измерений. Погрешность измерения каждого параметра различна и складывается из базовой погрешности АЦП и погрешности преобразования параметра в каждом конкретном диапазоне.
Базовая погрешность дает только приблизительное представление о точности прибора. Всегда следует обращать внимание на погрешности измерения по каждому из параметров в конкретных диапазонах — они могут превышать базовую в разы. Количество единиц счета мультиметра показывает, на сколько промежутков делится измерямый диапазон и определяет величину дискретизации. И значение 0, на экране этого мультиметра вовсе не означает, что сигнал измерен с точностью до 0, мА: значение 0, он просто не способен отобразить.
Разумееся, при большой погрешности нет смысла в большом количестве единиц счета.
Поэтому производители подбирают этот параметр в соответствии с погрешностью измерения. При оценке точности прибора следует обращать внимание и на количество единиц счета, и на погрешность, и на диапазон измеряемого параметра.
Рассмотрим для примера два прибора:. Минимальный диапазон измерения тока: мА. Количество единиц счета: На первый взгляд приборы похожи. Для оценки точности вычислим абсолютную погрешность в диапазоне мА каждого прибора:. Итого абсолютная погрешность — Итого абсолютная погрешность — ,8 мкА. Таким образом, в этом диапазоне второй прибор в раз точнее первого. Именно по этой причине два прибора с одинаковой базовой погрешностью могут отличаться по цене на порядок. Частота обновления экрана показывает, сколько раз в секунду на экране будет обновляться измеренное значение.
Высокая частота более 1 полезна для выявления «дребезжащего» сигнала, с кратковременными всплесками или, наоборот, падениями. Только следует иметь в виду, что если в измеряемом диапазоне погрешность намного больше одной единицы счета, «дребезг» может быть вызван погрешностью самого прибора.
Для тех, кому важна точность измерений, следует обратить внимание на приборы класса True RMS — корректно измерять параметры переменного тока несинусоидальной формы могут только такие мультиметры.
Подсветка экрана будет весьма кстати при слабом освещении. Электрошкафы и шкафы автоматики часто располагаются в темных углах и плохо освещенных помещениях, лампы подсветки в них есть не всегда, да и те, что есть, при диагностике и ремонте часто бывают обесточены.
Подсветкой экрана мультиметра в этом случае просто необходима. Функция hold предназначена для фиксации показания на экране. Эта функция может быть удобна, когда по каким-то причинам в процессе измерения экран не попадает в поле зрения.
Тогда при измерении нажимается кнопка hold, а показания можно будет просмотреть позже. Очень полезна функция автоматического определения диапазона измеряемой величины. Ошибка в ручном задании диапазона например, выбор диапазона мВ при напряжении в В может привести к поломке прибора.
Наличие функции автоматического определения диапазона предотвратит опасную ситуацию и подберет диапазон, в котором измерение будет производиться с наибольшей точностью.
Некоторые приборы можно подключать к персональному компьютеру и, с помощью соответствующего ПО, сохранять результаты на компьютере для последующей обработки и анализа.
Если вам необходимо часто измерять силу тока в кабелях, находящихся под напряжением, наличие токовых клещей намного упростит эту задачу. Тур по сайту. Вход Регистрация. Дайджест Обзоры Блог Коммуникатор. Как выбрать мультиметр Опубликовано: год назад. Автолюбителям мультиметр поможет контролировать работу автоэлектрики и электроники.
А уж если вы сами следите за электрикой в своем доме, мультиметр вам просто необходим. Области применения мультиметров Мультиметры — общее название для целого класса электроизмерительных приборов. Мультиметры применяются: — электриками при обслуживании электрических линий и потребителей; — электронщиками при сборке, настройке и ремонте радиоэлектронной аппаратуры; — сервисными инженерами при установке, обслуживании и ремонте электротехники; — монтажниками при прокладке и расключении линий связи и электропередач; — автоэлектриками при диагностике и ремонте автомобильной электрики; Какой именно мультиметр нужен вам — можно понять, определившись измеряемыми параметрами и необходимой точностью прибора.
Характеристики мультиметров В основном в магазинах предлагаются три типа приборов: мультиметры, тестеры и токовые клещи. Читайте также. Выбираем мультиметр. Автор: valerongrach. Smart TV. Обзор телевизора TCL S Автор: TCL Pro. Huawei Vision 4K TV представлен официально. Автор: 2poy. Автор: Basedrum. Автор: sinelnikoff. Автор: Вадим Ростовский. Автор: Роман Гладких.
Домашнее облако. Обзор сетевого хранилища Seagate Central. Автор: fera2k. Комментарии 3. В примере 5 вместо 50ма должно быть. Немного поверхностно, но в принципе основные понятия затронуты. Стоит также обращать внимание на щупы, ибо от них сильно зависят показания тока и сопротивления. Для дома подойдет бюджетный автомат с True RMS.
Мультиметр
Электричество давно уже стало неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и мультиметр — прибор для измерения параметров электрической цепи — может пригодиться каждому. Мультиметры — общее название для целого класса электроизмерительных приборов. Они способны проверять целостность электрических цепей, изоляции и заземления; измерять параметры цепи без контакта с проводниками и определять характеристики радиоэлектронных компонентов.
Какой именно мультиметр нужен вам — можно понять, определившись измеряемыми параметрами и необходимой точностью прибора. В основном в магазинах предлагаются три типа приборов: мультиметры, тестеры и токовые клещи. Мультиметр предназначен для измерения параметров электрической цепи. Самые простые модели измеряют только базовые параметры — ток, напряжение и сопротивление.
Класс точности средства измерений, как правило, выражается пределами допускаемых основной и Шкала мультиметра.
Мультиметры. Виды и работа. Применение и измерение
Мультиметр — комбинированный электроизмерительный прибор , объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр , амперметр и омметр. Иногда выполняется мультиметр в виде токоизмерительных клещей. Мультиметры подразделяются на цифровые и аналоговые в зависимости от способа отображения информации. В аналоговом мультиметре результаты измерений определяются по движению по измерительной шкале, на которой подписаны значения: напряжение, ток, сопротивление.
Аналоговые мультиметры незаменимы при работе в условиях сильных радиопомех, когда цифровые мультиметры могут отказать. Цифровой мультиметр отличается от аналогового тем, что результаты измерения отображаются на специальном экране в старых моделях на светодиодах, в новых на жидкокристаллическом дисплее. Цифровые мультиметры обладают более высокой точностью и отличаются простотой использования.
Мультиметр: устройство, азы работы с ним
В большинстве случаев выполнение работ, связанных с электричеством, без качественного измерения таких характеристик как сила тока, сопротивление, напряжение становится практически невозможным. Для удобства выполнения подобных операций используется универсальный измерительный прибор — мультиметр по-другому его часто называют тестером. Выпускается огромное количество разных по своим характеристикам, функционалу, пределам измерений моделей. Поэтому определяться с тем, какой мультиметр лучше выбрать, можно только основываясь на особенностях его будущего использования и пожеланиях покупателя.
Мультиметр — электронный ручной измерительный прибор, широко используемый в электротехнике и электронике для определения ключевых характеристик цепи постоянного и переменного тока. В зависимости от своей функциональной оснащенности, прибор может выполнять измерение силы тока, напряжения, сопротивления цепи, а также определять полярность.
Мультиметр
Мультиметр — это инструмент, который имеет каждый электрик и инженер-ремонтник, занимающийся наладкой, ремонтом или разработкой электронных устройств. В арсенале домашнего мастера также должен быть этот инструмент. Прибор поможет измерить напряжение в розетке или электронной схеме, проверить работоспособность батареек и аккумуляторов, выявить обрыв проводника, и решить другие задачи. Собственно, мультиметр — это прибор, с помощью которого можно измерять несколько электрических величин. В этой статье мы дадим рекомендации по выбору мультиметра. Особенно интересной она будет для тех, кто ранее не пользовался мультиметром, но планирует выбрать для себя первый измерительный прибор.
Основные характеристики мультиметра
Класс точности — основная метрологическая характеристика средства измерения прибора, в частности. Классы точности разных средств измерений приборов в общем случае могут быть заданы различными способами. Используются предельные значения основных абсолютных, относительных и приведенных погрешностей. Для правильной оценки инструментальной погрешности в каждом конкретном случае при выборе одного из нескольких приборов необходимо достаточно уверенно ориентироваться в различных способах задания классов точности. Класс точности средства измерения говорит о максимально возможной предельной инструментальной составляющей общей погрешности результата измерения. Реально инструментальная погрешность у исправного и своевременно поверяемого прибора может принимать любое значение внутри заданных классом точности пределов.
Мультиметр предназначен для измерения параметров электрической цепи. Даже недорогие клещи способны с приемлемой точностью измерять .
точность измерений, следует обратить внимание на приборы класса True.
Мультиметры Fluke
Основы работы с мультиметром — практическое руководство для начинающего электронщика. Мультиметр — основной прибор радиолюбителя, большой помощник любого электронщика. Поэтому познакомимся с этим прибором получше и узнаем, как с ним работать.
Как выбрать мультиметр для дома
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите , пожалуйста. Пост, как я понял, исключительно ради одного: продемонстрировать любителям «сверхъединичного», что за пределами спецификации все приборы врут. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения Научно-популярное , Физика , DIY или Сделай сам , Электроника для начинающих Проведено исследование работы цифровых мультиметров в режиме вольтметра переменного тока , и стрелочного прибора.
Собрал дома все линейки какие нашел. Наложил аккуратно друг на друга — существенных расхождений больше чем 0.
Мультиметры: какой прибор лучше выбрать
Выбор мультиметра Около 10 лет пользовался Mastech-MY В принципе он и сейчас работает, но точность потерял и Выбор мультиметра Частично сломался мультиметр, который верой и правдой служил где-то с года. Поэтому встал Дисплей от мультиметра Доброго дня! Мультиметр UT10A. Случилась беда отвалился провод и прямо у самого щупа.
Мультиметр DT B. Это компактный цифровой измерительный прибор, он имеет дисплей 3,5 разрядности с максимальным разрешением и предназначен для измерения: постоянного и переменного напряжения, постоянного тока, сопротивления; а также имеет функцию тестирования диодов и транзисторов. Информация по безопасности. Этот прибор был разработан согласно стандарту I ЕС для электронных измерительных приборов с категорией напряжения КАТ II вольт и класса защиты 2.
Как определить точность цифрового мультиметра
Если вы не уверены, насколько точны измерения вашего цифрового мультиметра, найдите характеристики его точности в руководстве по эксплуатации, а затем прочтите его, чтобы узнать остальную часть истории.
Большинство ручных цифровых мультиметров более точны, чем можно было бы ожидать, включая самые дешевые модели. В дополнение к вольтам, омам и амперам многие также могут измерять частоту и емкость.
Точность электронного измерения определяет, насколько близко отображаемое значение к истинному значению измеряемого сигнала. Точность аналоговых счетчиков обычно указывается в процентах от показаний полной шкалы. Когда измеренное значение близко к полной шкале или, по крайней мере, превышает 2/3 полной шкалы, опубликованная точность имеет смысл. Однако чем дальше показание от полной шкалы, тем больше оно может отклоняться от истинного значения, если рассматривать его в процентах от показаний, а не в процентах от полной шкалы.
Например, аналоговый вольтметр с точностью ±3% настроен на диапазон от 0 до 100 В. Исходя из этой точности, его указатель может быть на 3 вольта (100 В x 0,03 = 3 В) ниже или выше истинного показания. Если истинное измеренное значение составляет, например, 90,0 В, счетчик может показывать от 87 В до 93 В или ± 3,3% от показания.
Однако 10,0 В, измеренные по шкале 100 В того же вольтметра, могут показывать от 7 В до 13 В, или ± 30 % от фактического показания, в то время как измеритель технически соответствует спецификациям. Таким образом, чтобы поддерживать разумную точность, выберите диапазон аналогового измерителя, который поместит указатель между 2/3 полной шкалы и полной шкалой.
По сравнению с аналоговыми мультиметрами цифровые мультиметры (DMM) имеют много практических преимуществ. Они представляют данные измерений в прямом формате, который не требует вычисления точного значения, и они свободны от погрешности параллакса аналоговых счетчиков. В отличие от движений аналоговых счетчиков, дисплеи цифровых мультиметров не имеют движущихся частей, не подвержены износу и ударам. Цифровые мультиметры автоматически определяют полярность, показывают положительные и отрицательные значения, имеют гораздо лучшую защиту от перегрузки и предлагают как автоматический, так и ручной выбор диапазона.
Все эти особенности заставляют многих пользователей цифрового мультиметра полагать, что, поскольку счетчик отображает измеренное значение в прямом десятичном формате, отображаемое число является истинным значением измеряемого параметра.
Другие читают руководство по эксплуатации счетчика, чтобы найти основные характеристики точности, например ±2%, и ожидают, что все показания будут в пределах этой погрешности. Однако для расчета фактического отклонения от истинного значения, которое производитель счетчика может заявить и которое все еще находится в пределах спецификаций, требуется гораздо более глубокое понимание опубликованных спецификаций электросчетчика. Например, сначала посмотрите, как разрешение и диапазон цифрового мультиметра влияют на точность, затем прочитайте следующие примеры и узнайте, что на самом деле имеют в виду производители измерителей.
Цифры на дисплее, счетчики цифрового мультиметра и разрешение
Большинство портативных цифровых мультиметров имеют так называемый «3½-значный» дисплей. Три полных числовых символа справа могут отображать любое значение от 0 до 9, но первая (самая значащая) цифра может быть только 0 или 1 и называется «½ цифрой». Такие счетчики могут отображать числа от 0 до 1999.
Они также известны как цифровые мультиметры на 2000 отсчетов.
Разрешение цифрового мультиметра зависит от максимального количества отсчетов аналого-цифрового преобразователя (АЦП) во время полного преобразования. Например, теоретическое разрешение счетчика на 2000 отсчетов с 3½-разрядным дисплеем составляет (1/2000)(100%) = 0,05%. Однако практическое разрешение также учитывает количество наименее значимых отсчетов — аналогично рейтингу точности.
Наиболее точное показание для аналогового счетчика — это положение стрелки между 2/3 полной шкалы и полной шкалой.
Как правило, при измерении напряжения постоянного тока используются возможности полного счета АЦП, поскольку преобразование сигнала довольно прямолинейно: используются резистивные делители и фильтры. Другие функции могут иметь ограниченный диапазон или требовать обработки сигнала, которая ограничивает входной диапазон АЦП и дает более грубое разрешение. Ручные цифровые мультиметры с высоким разрешением часто имеют 4,5-разрядный дисплей (20000 отсчетов) и могут отображать любое значение от 0 до 19.
999. Счетчики на 40000 отсчетов имеют 4¾-разрядный дисплей и могут отображать любое значение от 0 до 39999. Где-то посередине находятся 3¾-разрядные дисплеи или цифровые мультиметры на 4000 отсчетов. Многие цифровые мультиметры временно закрывают первую цифру, если она содержит ноль.
Большее количество отсчетов должно привести к более высокому разрешению, и обычно цифровые мультиметры с более высоким разрешением имеют более высокую точность. Однако точность цифрового мультиметра также зависит от других конструктивных факторов, таких как точность АЦП, допуски компонентов, уровень шума и стабильность внутренних эталонов. Таким образом, не следует автоматически предполагать, что 4½-разрядный счетчик в 10 раз более точен, чем 3½-разрядный. Кроме того, поскольку цифровые мультиметры имеют автоматическое определение полярности, они отображают отрицательные значения, равные по диапазону положительным значениям. То есть дисплей цифрового мультиметра с 3½ разрядами может отображать любое число от -19 доОт 99 до 0 и от 0 до 1999.
Диапазоны
Сначала выберите самый высокий диапазон, чтобы уберечь измеритель от повреждений, а затем переключайтесь на более низкие диапазоны, чтобы получить наиболее точные измерения, доступные для данного расходомера. Выбор диапазона на самых дешевых цифровых мультиметрах обычно осуществляется вручную: пользователь устанавливает поворотный переключатель в положение, соответствующее диапазону требуемой функции. Например, типичный набор доступных диапазонов в вольтах постоянного тока 3½-разрядного цифрового мультиметра будет включать 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 1000 В (или более низкое значение). Верхний диапазон ограничен максимальным напряжением, с которым измеритель может безопасно работать.
Для счетчиков с ручным изменением диапазона переключитесь на диапазон, обеспечивающий максимальное количество разрядов для неизвестного напряжения. Например, при измерении 1,5-вольтовой батареи в самом высоком диапазоне 1000 В будет отображаться только «1».
При переключении на диапазон 200 В на дисплее будет отображаться 1,5, в диапазоне 20 В может отображаться 1,52, а наиболее точное показание получается в диапазоне 2 В: возможно, 1,523. Это станет более очевидным в следующем разделе, посвященном точности цифрового мультиметра.
Точность цифрового мультиметра
В некоторых руководствах по эксплуатации базовая погрешность счетчика указана как ± % от показаний. Например, если базовая погрешность измерителя в диапазоне напряжения постоянного тока составляет ±1 %, а истинное напряжение составляет 1,00 В, ожидается, что измеритель будет отображать показание 1,00 В ±1 % или от 0,99 до 1,01 В. Однако базовая точность не учитывает внутреннюю работу АЦП (который лежит в основе каждого цифрового мультиметра) и других схем на аналоговой стороне. Эти схемы и АЦП имеют допуски, нелинейности и смещения, которые варьируются от функции к функции. Кроме того, шум сигнала может потребовать ограничения разрешения. Чтобы предоставить пользователям измерителей более точное значение, производители цифровых мультиметров представляют спецификации точности в следующем формате:
Полные характеристики точности: ±(% от показания + число LSD)
Где:
Показание = истинное значение сигнала, измеряемое цифровым мультиметром
LSD = младший значащий разряд
LSD представляет величину неопределенности из-за внутренних смещений, шума и ошибок округления.
Для данного цифрового мультиметра количество LSD варьируется от функции к функции и даже от диапазона к диапазону для одной и той же функции. Точность и выбор диапазона нужно рассматривать самостоятельно, иначе недоразумение может привести к грубым ошибкам. Например, рассмотрим следующее:
Цифровой мультиметр с 3,5-разрядным дисплеем измеряет выходной сигнал опорного сигнала с точностью 1,2 В. Предположим, что истинное напряжение составляет 1200 В. В руководстве по цифровому мультиметру указана точность измерения напряжения постоянного тока как ±(0,5% + 3). Как следует измерять напряжение и интерпретировать показания?
Сначала установите прибор на диапазон 200 В. Дисплей отобразит измеренное напряжение как XX.X. Процент показаний составляет (1,200)(0,5)/100 = 0,006 В, что даже невозможно увидеть на дисплее, поскольку отображается только одна цифра после запятой. Однако при учете трех допустимых значений LSD следует учитывать, что последняя цифра на дисплее может отличаться на ±3 значения.
Так, измеритель может отображать значение 1,2 ± 0,3 В или диапазон 0,9V до 1,5 В. Это потенциальная ошибка ± 25 % с учетом всех факторов, которая неприемлема для точного измерения.
Установите переключатель в положение 20 В, и он отобразит значение в виде X.XX, что повышает точность. Полную точность можно рассчитать как ± (1,200)(0,5)/100 +0,03) = ± 0,036 В. Таким образом, любое показание между 1,16 В и 1,23 В находится в пределах технических характеристик точности. Эта полная точность составляет ± 3% от показаний, что лучше, но все же недостаточно точно.
Наконец, установите цифровой мультиметр на диапазон 2 В. Формат отображения изменится на X.XXX. Процент чтения не меняется, но третий LSD становится меньшим фактором. Полную точность можно определить как ± (1,200)(0,5)/100 +0,003) = ±0,009V. Показания счетчика могут находиться только в узком диапазоне от 1,191 В до 1,209 В. Теперь полная точность составляет всего ± 0,75% от показаний, что достаточно для измерения. Таким образом, выбор наименьшего диапазона измерения до того, как цифровой мультиметр выйдет за пределы диапазона, снижает негативное влияние количества LSD и дает наиболее точные результаты.
Время, температура и влажность
Когда был изготовлен или откалиброван ваш прибор? Большинство производителей счетчиков и службы калибровки гарантируют характеристики точности только в течение одного года. После этого цифровой мультиметр может не поддерживать свою точность в опубликованных пределах. Таким образом, если точность должна быть гарантирована, счетчик необходимо калибровать примерно раз в год.
Наиболее точное показание цифрового счетчика находится в наименьшем диапазоне, в котором самая значащая цифра находится в крайнем левом положении. Выберите самый низкий диапазон измерения на цифровом мультиметре до того, как он выйдет за пределы диапазона, чтобы считывать наиболее точные результаты. Например, на первом рисунке цифровой мультиметр считывает неизвестное низкое напряжение (которое выглядит равным 1,4 В), отображаемое в диапазоне 200 В постоянного тока. Первоначально чтение выглядит приемлемым. Однако переключение на диапазон 20 В постоянного тока повышает точность; показание теперь составляет 1,58 В, потому что ошибка младшего разряда (LSD) помещается в сотые доли вольта.
Наконец, после переключения цифрового мультиметра в положение 2 В пост. тока показание составляет 1,602 В. Тогда становится очевидным, почему отсчет LSD может стать более значительным источником ошибки, чем точность, если не учитывать выбор диапазона.
Не используйте измеритель, если температура окружающей среды выше или ниже указанного диапазона рабочих температур. В дополнение к спецификациям рабочей температуры электронных компонентов внутри счетчика, ЖК-дисплеи печально известны тем, что становятся вялыми и в конечном итоге гаснут при отрицательных температурах. При высоких температурах ЖК-дисплеи отображают фантомные изображения выключенных сегментов, и они со временем темнеют.
Многие высококачественные цифровые мультиметры, выпускаемые крупными производителями, имеют диапазон рабочих температур от 20°C до +55°C.
Такой широкий диапазон температур гарантирует, что измеритель будет работать достаточно хорошо в большинстве внутренних и наружных условий. Однако опасайтесь недорогих счетчиков: многие из них гарантированно надежно работают только при температуре от 0°C до +40°C.
В любом случае эти характеристики верны только тогда, когда относительная влажность ниже определенного значения, обычно от 80 до 90%.
Не путайте рабочую температуру с температурным диапазоном, для которого производитель указывает точность счетчика.
По сравнению с диапазоном рабочих температур от 20°C до +55°C, характеристики точности обычно гарантируются только в гораздо более узком диапазоне от 18°C до 28°C (23±5°C) и часто при более низком уровне влажности. В некоторых спецификациях счетчика указано значение температурного коэффициента, которое помогает рассчитать точность конкретной функции для всего диапазона рабочих температур. Типичным примером температурного коэффициента может быть 0,05 умножения (указанная точность) на каждый °C между 20°C и 18°C и от 28°C до +55°C. Однако не думайте, что все счетчики будут иметь одинаковый температурный коэффициент. Если в руководстве по эксплуатации счетчика это не указано, потеря точности из-за колебаний температуры окружающей среды может быть намного выше.
Также влияние влажности усиливается при более высокой температуре.
Обсудите это на сайте Engineering Exchange:
Для получения дополнительной информации:
http://www.fluke.com
http://www.omega.com
http://www.tek.com
http://www.agilent.com
http://www.ul.com
http://www.nist.gov
Рубрики: Статьи Design World, Мультиметры, Датчики (положение + другое) , тестирование + измерение • испытательное оборудование
Общие сведения о цифровом мультиметре Точность и разрешение цифрового мультиметра » Электроника Примечания
Цифровой мультиметр, точность и разрешение цифрового мультиметра — это разные показатели, которые дают разное представление о работе цифрового мультиметра.
Учебное пособие по мультиметру Включает:
Основы работы с измерительным прибором
Аналоговый мультиметр
Как работает аналоговый мультиметр
Цифровой мультиметр цифровой мультиметр
Как работает цифровой мультиметр
Точность и разрешение цифрового мультиметра
Как купить лучший цифровой мультиметр
Как пользоваться мультиметром
Измерение напряжения
Текущие измерения
Измерения сопротивления
Проверка диодов и транзисторов
Поиск неисправностей транзисторных цепей
Общая точность цифрового мультиметра является ключом к его использованию.
Знание его точности позволит правильно интерпретировать показания.
Часто цитируются две цифры, и хотя они связаны, их точное значение иногда можно спутать.
К счастью, во многих случаях точность и разрешающая способность цифрового мультиметра выходят далеко за рамки необходимого, но в тех случаях, когда это необходимо, хорошее понимание очень полезно.
Цифровой мультиметр имеет две основные составляющие, связанные с точностью, которые часто путают:
- Точность цифрового мультиметра
- Разрешение цифрового мультиметра
Точность и разрешение будут описаны отдельно, чтобы показать, что они из себя представляют и в чем различия.
Цифровой мультиметр точности
Точность цифрового мультиметра фактически определяется погрешностью измерения. Это величина, на которую отображаемое показание может отличаться от фактического ввода.
Существует несколько способов выражения точности цифрового мультиметра:
- Погрешность цифрового мультиметра = ±(частей на миллион показаний + частей на миллион диапазона)
- Точность цифрового мультиметра = (% показаний) + (% диапазона)
- Точность цифрового мультиметра = (% показаний) + смещение
Здесь ppm относится к частям на миллион.
Способ выражения точности зависит от точного формата прибора, а также от предпочтений производителя. Иногда это затрудняет сравнение инструментов разных производителей.
Чтобы привести пример того, как это может быть рассчитано для конкретного инструмента. Если выполняется показание 5 вольт, а в спецификации цифрового мультиметра указано, что для лабораторных условий показание будет ± 25 частей на миллион, а используется диапазон 10 вольт, для которого точность составляет ± 8 частей на миллион.Затем:
Точность=±(25ppm в 5В+8ppm в 10В)
Точность=±(5 ⋅ 251000000+10⋅81000000)
Таким образом, указанное значение должно быть в пределах 205 мкВ от фактического значения.
Влияние температуры на точность цифрового мультиметра
Как и для многих других электронных устройств, температура может оказывать существенное влияние на точность измерений цифрового мультиметра.
Многие прецизионные или высокоточные цифровые мультиметры имеют температурный коэффициент, указанный в спецификации.
Хотя способ их выражения может иногда варьироваться, наиболее распространенным способом их выражения является ±(ppm показания + ppm диапазона)/°C.
Точность цифрового мультиметра для AC
Будет обнаружено, что уровень точности переменного тока для цифрового мультиметра обычно меньше, чем для измерений постоянного тока. Измерения переменного тока также будут оптимизированы для 50-60 Гц, а это означает, что другие частоты могут иметь более низкую степень точности.
Как и в случае характеристик точности постоянного тока, к проценту точности будет добавлено количество отсчетов (часто большее, чем для постоянного тока). Кроме того, для сигналов, отличных от чистой синусоидальной волны, возникнет дополнительная неточность при измерении цифровым мультиметром со средней чувствительностью.
Даже цифровой мультиметр, реагирующий на истинное среднеквадратичное значение, будет иметь некоторые ограничения по точности для сигналов с компонентами высокой пиковой амплитуды, если измерения будут проведены вблизи полной шкалы.
Разрешение цифрового мультиметра
Разрешение цифрового мультиметра традиционно определялось количеством отображаемых разрядов. Обычно это будет число, состоящее из целого числа с половиной, например. 3 ½ цифры. По соглашению половина цифры может отображать либо ноль, либо 1.
Таким образом, счетчик с четырьмя с половиной разрядами мог отображать до 19999. Иногда вместо половины может использоваться цифра в три четверти. Когда это видно, это означает, что дополнительный цифровой цифровой мультиметр может отображать число больше единицы, но меньше девяти.
Часто диапазон расширяется до 399, 3999 и т.д. Стоит помнить, что повышение уровня разрешения не обходится без штрафов. Для того чтобы крайние правые цифры достигли своего окончательного значения, требуется более длительное время установления. Таким образом, время между показаниями больше.
Для многих новых цифровых мультиметров традиционный формат указания разрешения цифр на дисплее может оказаться неприемлемым.
Это особенно относится к виртуальным приборам, где дисплей управляется программным обеспечением и, следовательно, не является ограничивающим фактором. Вместо этого ограничивающим фактором является аналого-цифровой преобразователь, АЦП. 914 различных значений, т.е. 16384 значения.
Можно связать цифры разрешения с номером младшего значащего бита.
Разрешение = логарифм (число младших разрядов)
Где логарифм — это логарифм по основанию 10.
Это означает, что для цифрового мультиметра с 14-разрядным АЦП младший значащий бит равен 16384.
Разрешение = log(16384)
Разрешение цифр=4,2
При покупке цифрового мультиметра необходимо убедиться, что точность и разрешающая способность достаточны
. . . . Узнайте больше о Как купить лучший цифровой мультиметр.
Точность и разрешающая способность цифрового мультиметра означают, что для очень многих показаний измерительный прибор дает значение, намного превышающее то, что может потребоваться — для поиска неисправностей часто достаточно приблизительного значения.