數(shù)字萬用表測(cè)量直流電壓

發(fā)布時(shí)間:2024-01-17
熟悉數(shù)字萬用表的主要性能指標(biāo)含義是正確使用數(shù)字萬用表的前提,而表征數(shù)字萬用表的主要性能指標(biāo)有:測(cè)量范圍、分辨率、輸入阻抗、抗干擾能力、測(cè)量速度及準(zhǔn)確度等。
(1)測(cè)量范圍
數(shù)字萬用表一般用量程顯示位數(shù)以及超量程能力來反映它的測(cè)量范圍。
1)量程
數(shù)字萬用表的量程是以基本量程(即未經(jīng)衰減和放大的量程)為基礎(chǔ),利用步進(jìn)衰減器和放大器向兩端擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)的。
2)顯示位數(shù)
數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為31/2~81/2位。它的意思是指能顯示0~9所有數(shù)字的位是整數(shù)位,分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以最大顯示值中最高位的數(shù)字為分子,而用滿量程時(shí)最高位的數(shù)字作為分母。如31/2數(shù)字萬用表的最大顯示值為±1999,量程計(jì)數(shù)值為2000(0~1999),這表明在其最大顯示值中最高位的數(shù)字為1(作分子),滿量程時(shí)最高位數(shù)字為2(作分母),因此最高位是半位,記作1/2位,它只能顯示0或1。其余三位均是整數(shù)位。
3)超量程能力
數(shù)字萬用表是否具有超量程能力,與基本量程有關(guān)。帶有1/2位數(shù)字萬用表,如按2v、20v、200v、分檔,沒有超量程能力。但按1v、10v、100v分檔的,才具有超量程能力。如最大顯示1999v的數(shù)字萬用表,在10v量程上,允許有100%的超量程。
(2)分辨率
數(shù)字萬用表最低電壓量程上末位1個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值,稱為分辨率。顯然在不同量程上具有不同的分辨率。在最小量程上具有最高分辨率。如某數(shù)字萬用表最小量程0.2v,最大顯示正常數(shù)為2000,末位一個(gè)字為100μv,即該數(shù)字萬用表的分辨率為100μv。
(3)輸入阻抗
由于輸入有衰減器,所以輸入阻抗不是固定值。小電壓檔測(cè)量時(shí),ri可達(dá)500mω;大電壓檔測(cè)量時(shí),ri只有10mω。
(4)測(cè)量速度
測(cè)量速度是在單位時(shí)間內(nèi)以規(guī)定的準(zhǔn)確度完成的最大測(cè)量次數(shù),其單位是“次/s”。31/2、41/2位數(shù)字萬用表的測(cè)量速度大約為2~5次/s。
(5)抗干擾能力
數(shù)字萬用表普遍采用積分式(包括雙積分、多重積分式)a/d轉(zhuǎn)換器,能有效地抑制串模干擾。此外,對(duì)于共模干擾的抑制能力也很強(qiáng),中、低檔數(shù)字萬用表的共模抑制比(cmrr)可達(dá)86~120db,高檔數(shù)字萬用表則為100~160db。
(6)準(zhǔn)確度(測(cè)量誤差)
數(shù)字萬用表的測(cè)量誤差通常用準(zhǔn)確度來表示,準(zhǔn)確度愈高,測(cè)量誤差愈小。在測(cè)量電壓時(shí)準(zhǔn)確度通常有以下兩種表示方法:
ux——被測(cè)電壓讀數(shù)
um——該量程的滿度值
α%ux——讀數(shù)誤差
β%um——表示滿度誤差,也可以用±n個(gè)字表示,即在該量程上末位跳n個(gè)單位電壓值恰好等于β%um。
【例】dt980型4 1/2位數(shù)字萬用表直流2v檔的準(zhǔn)確度為±0.05%ux±0.015%um。求滿度誤差相當(dāng)幾個(gè)字?
解:
由已知條件可知,滿度誤差為:0.015%um=0.015%×2v=0.0003v。
所以0.0003v中的3為4 1/2位數(shù)字萬用表的末位,即有3個(gè)字的滿度誤差。
【例】用dt930f 41/2位數(shù)字萬用表的2v量程檔分別測(cè)量2v和0.1v電壓,已知該儀表的準(zhǔn)確度為±0.05%ux±3個(gè)字,求由于儀表的固有誤差引起測(cè)量誤差的大小。
解:
1)測(cè)量2v電壓時(shí)的絕對(duì)誤差
因?yàn)樵摫硎?1/2位,用2v量程檔時(shí),±3個(gè)字相當(dāng)于±0.0003v,所以絕對(duì)誤差
示值相對(duì)誤差為
2)測(cè)量0.1v電壓時(shí)的絕對(duì)誤差
示值相對(duì)誤差為
可見,當(dāng)被測(cè)電壓與滿量程值相差太大時(shí),誤差是很大的。為此,當(dāng)測(cè)量小電壓時(shí),應(yīng)當(dāng)用較小的量程。這一點(diǎn)和使用模擬萬用表的要求是一樣的。
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