Πώς να επιλέξετε το εύρος του πολύμετρου και την ανάλυση του σφάλματος μέτρησης
Θα υπάρξουν κάποια σφάλματα κατά τη μέτρηση με ένα πολύμετρο. Μερικά από αυτά τα σφάλματα είναι τα μέγιστα σφάλματα μέτρησης που επιτρέπονται από την κατηγορία ακρίβειας του ίδιου του μετρητή. Ορισμένα είναι ανθρώπινα λάθη που προκαλούνται από προσαρμογή και ακατάλληλη χρήση. Κατανοήστε σωστά τα χαρακτηριστικά του πολύμετρου και τις αιτίες των σφαλμάτων μέτρησης και μάθετε τις σωστές τεχνικές και μεθόδους μέτρησης, μπορείτε να μειώσετε τα σφάλματα μέτρησης.
Το ανθρώπινο αναγνωστικό σφάλμα είναι ένας από τους λόγους που επηρεάζουν την ακρίβεια της μέτρησης. Είναι αναπόφευκτο αλλά μπορεί να ελαχιστοποιηθεί. Επομένως, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στα ακόλουθα σημεία κατά τη χρήση: 1. Πριν από τη μέτρηση, τοποθετήστε το πολύμετρο οριζόντια και πραγματοποιήστε μηχανική ρύθμιση μηδενισμού. 2. Κατά την ανάγνωση, τα μάτια πρέπει να είναι κάθετα στον δείκτη. Όταν η ρύθμιση είναι μικρότερη από το μηδέν, αντικαταστήστε με μια νέα μπαταρία. 4. Κατά τη μέτρηση της αντίστασης ή της υψηλής τάσης, μην πιέζετε το μεταλλικό τμήμα του ακροδέκτη δοκιμής με τα χέρια σας, ώστε να αποφευχθεί η μετατόπιση της αντίστασης του ανθρώπινου σώματος, η αύξηση του σφάλματος μέτρησης ή η ηλεκτροπληξία. Διακόψτε την παροχή ρεύματος στο κύκλωμα και αποφορτίστε την ηλεκτρική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στον πυκνωτή πριν από τη μέτρηση. Αφού εξαιρέσουμε τα ανθρωπογενή λάθη ανάγνωσης, διεξάγουμε κάποια ανάλυση για άλλα λάθη.
1. Τάση πολύμετρου, επιλογή εύρους ρεύματος και σφάλμα μέτρησης
Οι βαθμοί ακρίβειας των πολύμετρων γενικά χωρίζονται σε διάφορους βαθμούς όπως {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5 και 5. Για τάση DC, ρεύμα, τάση AC, ρεύμα κ.λπ., η βαθμονόμηση του επιπέδου ακρίβειας (ακρίβειας) εκφράζεται με το ποσοστό του μέγιστου επιτρεπόμενου σφάλματος △Χ και την τιμή πλήρους κλίμακας του επιλεγμένου εύρους. Εκφράζεται με τύπο: Ένα ποσοστό =(△X/τιμή πλήρους κλίμακας)×100 τοις εκατό ... 1
(1) Χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο με διαφορετική ακρίβεια για τη μέτρηση του σφάλματος που δημιουργείται από την ίδια τάση
Για παράδειγμα: Υπάρχει μια τυπική τάση 10V και μετριέται με δύο πολύμετρα με γρανάζι 100V, στάθμη 0,5 και στάθμη 15 V, στάθμη 2,5. Ποιος μετρητής έχει το μικρότερο σφάλμα μέτρησης;
Λύση: Από τον τύπο 1, παίρνουμε: ** μέτρηση μετρητή μπλοκ: * μέγιστο ** επιτρεπόμενο σφάλμα
△X{{0}}±0,5 τοις εκατό ×100V=±0,50V.
△X{{0}}±2,5 τοις εκατό ×l5V=±0,375V.
Συγκρίνοντας το △X1 και το △X2, μπορεί να φανεί ότι παρόλο που η ακρίβεια του πρώτου ρολογιού είναι υψηλότερη από αυτή του δεύτερου ρολογιού, το σφάλμα που παράγεται από τη μέτρηση του πρώτου ρολογιού είναι μεγαλύτερο από το σφάλμα που παράγεται από τη μέτρηση του δεύτερου παρακολουθώ. Επομένως, μπορεί να φανεί ότι όταν επιλέγετε ένα πολύμετρο, όσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια, τόσο το καλύτερο. Με ένα πολύμετρο με υψηλή ακρίβεια, είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα κατάλληλο εύρος. Μόνο επιλέγοντας το σωστό εύρος μπορεί να τεθεί σε εφαρμογή η πιθανή ακρίβεια του πολύμετρου.
(2) Το σφάλμα που προκαλείται από τη μέτρηση της ίδιας τάσης με διαφορετικά εύρη ενός πολύμετρου
Για παράδειγμα: πολύμετρο MF-30, η ακρίβειά του είναι 2,5, επιλέξτε γρανάζι 100V και γρανάζι 25V για να μετρήσετε μια τυπική τάση 23V, ποιο γρανάζι έχει το μικρότερο σφάλμα;
Λύση: Μέγιστο επιτρεπόμενο σφάλμα μέτρησης μπλοκ 100 V:
X(100)=±2,5 τοις εκατό ×100V=±2,5V.
Το μέγιστο επιτρεπόμενο σφάλμα μέτρησης για γρανάζι 25V: △X(25)=±2,5 τοις εκατό ×25V=±0,625V. Από την παραπάνω λύση φαίνεται ότι:
Χρησιμοποιήστε το μπλοκ 100V για να μετρήσετε την τυπική τάση 23V και η ένδειξη στο πολύμετρο είναι μεταξύ 20,5V-25,5V. Χρησιμοποιήστε το μπλοκ 25 V για να μετρήσετε την τυπική τάση 23 V και η ένδειξη στο πολύμετρο είναι μεταξύ 22,375 V-23,625 V. Από τα παραπάνω αποτελέσματα, το △X(100) είναι μεγαλύτερο από το △X(25), δηλαδή το σφάλμα μέτρησης μπλοκ 100V είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό της μέτρησης μπλοκ 25V. Επομένως, όταν ένα πολύμετρο μετρά διαφορετικές τάσεις, τα σφάλματα που δημιουργούνται από διαφορετικές περιοχές είναι διαφορετικά. Σε περίπτωση επίτευξης της τιμής του προς μέτρηση σήματος, θα πρέπει να επιλέγεται όσο το δυνατόν περισσότερο η ταχύτητα με το μικρότερο εύρος μέτρησης. Αυτό αυξάνει την ακρίβεια της μέτρησης.
(3) Το σφάλμα που προκαλείται από τη μέτρηση δύο διαφορετικών τάσεων με το ίδιο εύρος ενός πολύμετρου
Για παράδειγμα: πολύμετρο MF-30, η ακρίβειά του είναι 2,5, χρησιμοποιήστε το μπλοκ 100 V για να μετρήσετε μια τυπική τάση 20 V και 80 V, ποιο μπλοκ έχει το μικρότερο σφάλμα;
Λύση: Μέγιστο σχετικό σφάλμα: △Ένα τοις εκατό =Μέγιστο απόλυτο σφάλμα △X/μετρημένη τυπική ρύθμιση τάσης×100 τοις εκατό , το μέγιστο απόλυτο σφάλμα του γραναζιού 100V △X(100)=±2,5 τοις εκατό ×100V =±2,5V.
Για 20V, η τιμή ένδειξης του είναι μεταξύ 17,5V-22,5V. Το μέγιστο σχετικό σφάλμα είναι: A(20) τοις εκατό =(±2,5V/20V)×100 τοις εκατό =±12,5 τοις εκατό .
Για 80V, η τιμή ένδειξης του είναι μεταξύ 77,5V-82,5V. Το μέγιστο σχετικό σφάλμα του είναι:
A(80) τοις εκατό =±(2,5V/80V)×100 τοις εκατό =±3,1 τοις εκατό .
Συγκρίνοντας το μέγιστο σχετικό σφάλμα της μετρούμενης τάσης 20V και 80V, μπορεί να φανεί ότι το σφάλμα της πρώτης είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό της δεύτερης. Επομένως, όταν χρησιμοποιείται το ίδιο εύρος ενός πολύμετρου για τη μέτρηση δύο διαφορετικών τάσεων, όποιος είναι πιο κοντά στην τιμή της πλήρους κλίμακας θα έχει μεγαλύτερη ακρίβεια. Επομένως, κατά τη μέτρηση της τάσης, η μετρούμενη τάση θα πρέπει να αναφέρεται πάνω από τα 2/3 του εύρους του πολύμετρου. Μόνο με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μειωθεί το σφάλμα μέτρησης.
2. Επιλογή εύρους και σφάλμα μέτρησης ηλεκτρικού φράγματος
Κάθε εύρος ηλεκτρικής αντίστασης μπορεί να μετρήσει την τιμή αντίστασης από 0 έως ∞. Η κλίμακα κλίμακας ενός ωμόμετρου είναι μια μη γραμμική, ανομοιόμορφη, ανεστραμμένη κλίμακα. Εκφράζεται ως ποσοστό του μήκους του τόξου της κλίμακας. Επιπλέον, η εσωτερική αντίσταση κάθε περιοχής είναι ίση με τον πολλαπλασιαστή του αριθμού της κεντρικής κλίμακας του μήκους του τόξου της κλίμακας, ο οποίος ονομάζεται «κεντρική αντίσταση». Δηλαδή, όταν η μετρούμενη αντίσταση είναι ίση με την κεντρική αντίσταση του επιλεγμένου εύρους, το ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα είναι το μισό του ρεύματος πλήρους κλίμακας. Ο δείκτης υποδεικνύει το κέντρο της κλίμακας. Η ακρίβειά του εκφράζεται με τον ακόλουθο τύπο:
Ποσοστό R =(△R/κεντρική αντίσταση)×100 τοις εκατό ……2
(1) Όταν χρησιμοποιείτε ένα πολύμετρο για τη μέτρηση της ίδιας αντίστασης, το σφάλμα προκαλείται από την επιλογή διαφορετικών περιοχών
Για παράδειγμα: πολύμετρο MF{{0}}, η κεντρική αντίσταση του μπλοκ Rxl0 είναι 250Ω. η κεντρική αντίσταση του μπλοκ Rxl00 είναι 2,5 kΩ. Η τάξη ακρίβειας είναι 2,5. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε μια τυπική αντίσταση 500Ω και ρωτήστε εάν θα χρησιμοποιήσετε γρανάζι R×l0 ή γρανάζι R×100 για μέτρηση, ποιο σφάλμα είναι μεγαλύτερο; Λύση: Από τον τύπο 2:
R×l0 μπλοκ μέγιστου απόλυτου επιτρεπόμενου σφάλματος △R(10)=κεντρική αντίσταση×R τοις εκατό =250Ω×(±2,5) τοις εκατό =±6,25Ω. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε την τυπική αντίσταση 500Ω και, στη συνέχεια, η υποδεικνυόμενη τιμή της τυπικής αντίστασης 500Ω είναι μεταξύ 493,75Ω-506,25Ω. Το μέγιστο σχετικό σφάλμα είναι: ±6,25÷500Ω×100 τοις εκατό =±1,25 τοις εκατό .
Το μέγιστο απόλυτο επιτρεπόμενο σφάλμα R×l00 μπλοκ △R(100)=κεντρική αντίσταση×R τοις εκατό 2,5kΩ×(±2,5) τοις εκατό =±62,5Ω. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε την τυπική αντίσταση 500Ω και, στη συνέχεια, η υποδεικνυόμενη τιμή της τυπικής αντίστασης 500Ω είναι μεταξύ 437,5Ω-562,5Ω. Το μέγιστο σχετικό σφάλμα είναι: ±62,5÷500Ω×100 τοις εκατό =±10,5 τοις εκατό .
Η σύγκριση των αποτελεσμάτων υπολογισμού δείχνει ότι το σφάλμα μέτρησης ποικίλλει πολύ όταν επιλέγονται διαφορετικές περιοχές αντίστασης. Επομένως, όταν επιλέγετε το εύρος ταχύτητας, προσπαθήστε να κάνετε τη μετρούμενη τιμή αντίστασης στο κέντρο του μήκους τόξου της κλίμακας εμβέλειας. Η ακρίβεια μέτρησης θα είναι μεγαλύτερη.
