Εισαγωγή στις Τεχνικές Προδιαγραφές Ψηφιακών Πολύμετρων
1. Αριθμός ψηφίων οθόνης και χαρακτηριστικά οθόνης
Τα ψηφία εμφάνισης ενός ψηφιακού πολύμετρου είναι συνήθως 31/2 έως 81/2 ψηφία. Υπάρχουν δύο αρχές για τον προσδιορισμό των ψηφίων οθόνης ενός ψηφιακού οργάνου:
Το ένα είναι ότι ο αριθμός των ψηφίων που μπορούν να εμφανίσουν όλους τους αριθμούς από το 0 έως το 9 είναι ακέραιος.
Το δεύτερο είναι ότι η αριθμητική τιμή του κλασματικού ψηφίου αντιπροσωπεύεται από το υψηλό ψηφίο στη μεγάλη τιμή εμφάνισης * ως αριθμητής. Σε πλήρη κλίμακα, η τιμή είναι 2000, υποδεικνύοντας ότι το όργανο έχει 3 ακέραια ψηφία. Ο αριθμητής του δεκαδικού ψηφίου είναι 1 και ο παρονομαστής είναι 2, άρα ονομάζεται 31/2 ψηφία, που προφέρεται ως "τριάμισι ψηφία". Το υψηλό ψηφίο μπορεί να εμφανίσει μόνο 0 ή 1 (το 0 συνήθως δεν εμφανίζεται).
Το υψηλό bit * ενός ψηφιακού πολύμετρου 32/3 ψηφίων (προφέρεται ως "ψηφία τριών και δύο τρίτων") μπορεί να εμφανίσει μόνο 0-2 ψηφία, επομένως η τιμή μεγάλης εμφάνισης * είναι ± 2999. Στην ίδια περίπτωση, είναι 50 τοις εκατό υψηλότερο από το όριο ενός ψηφιακού πολύμετρου 31/2 ψηφίων, ιδιαίτερα πολύτιμο για τη μέτρηση της τάσης AC 380V.
Για παράδειγμα, κατά τη μέτρηση της τάσης δικτύου με ψηφιακό πολύμετρο, το * υψηλό bit ενός κανονικού ψηφιακού πολύμετρου 31/2 ψηφίων μπορεί να είναι μόνο 0 ή 1. Για τη μέτρηση τάσης δικτύου 220 V ή 380 V, μπορούν να εμφανιστούν μόνο τρία ψηφία , και η ανάλυση αυτού του εύρους είναι μόνο 1V.
Αντίθετα, χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό πολύμετρο 33/4-bit για τη μέτρηση της τάσης δικτύου, το υψηλό bit μπορεί να εμφανίσει 0-3, το οποίο μπορεί να εμφανιστεί σε τέσσερα ψηφία με ανάλυση 0.1V, που είναι ίδιο με ένα ψηφιακό πολύμετρο 41/2-bit.
Τα ψηφιακά πολύμετρα γενικής χρήσης ανήκουν γενικά σε πολύμετρα χειρός με οθόνη 31/2 ψηφίων. Τα ψηφιακά πολύμετρα 41/2, 51/2 ψηφίων (κάτω από 6 ψηφία) χωρίζονται σε δύο τύπους: φορητά και επιτραπέζια. Τα περισσότερα ψηφιακά πολύμετρα επιτραπέζιου υπολογιστή με 61/2 ψηφία ή περισσότερα ανήκουν στην κατηγορία.
Το ψηφιακό πολύμετρο υιοθετεί προηγμένη τεχνολογία ψηφιακής οθόνης, με καθαρή και διαισθητική οθόνη και ακριβή ανάγνωση. Όχι μόνο διασφαλίζει την αντικειμενικότητα των αναγνώσεων, αλλά και συμμορφώνεται με τις αναγνωστικές συνήθειες των ανθρώπων και μπορεί να συντομεύσει το χρόνο ανάγνωσης ή εγγραφής. Αυτά τα πλεονεκτήματα δεν διαθέτουν τα παραδοσιακά αναλογικά (δηλ. δείκτης) πολύμετρα.
2. Ακρίβεια
Η ακρίβεια ενός ψηφιακού πολύμετρου είναι ο συνδυασμός συστηματικών και τυχαίων σφαλμάτων στα αποτελέσματα των μετρήσεων. Αντιπροσωπεύει το βαθμό συνοχής μεταξύ της μετρούμενης τιμής και της πραγματικής τιμής, και αντικατοπτρίζει επίσης το μέγεθος του σφάλματος μέτρησης. Σε γενικές γραμμές, όσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια, τόσο μικρότερο είναι το σφάλμα μέτρησης και αντίστροφα.
Υπάρχουν τρεις τρόποι έκφρασης της ακρίβειας, ως εξής:
Ακρίβεια=± (ένα ποσοστό RDG συν β τοις εκατό FS) (2.2.1)
Ακρίβεια=± (ένα ποσοστό RDG συν n λέξεις) (2.2.2)
Ακρίβεια=± (ένα ποσοστό RDG συν b τοις εκατό FS συν n λέξεις) (2.2.3)
Στην εξίσωση (2.2.1), το RDG αντιπροσωπεύει την τιμή ανάγνωσης (δηλ. τιμή εμφάνισης), το FS αντιπροσωπεύει την τιμή πλήρους κλίμακας, το προηγούμενο στοιχείο σε παρένθεση αντιπροσωπεύει το συνολικό σφάλμα του μετατροπέα A/D και του λειτουργικού μετατροπέα (όπως ο διαιρέτης τάσης, splitter, αληθινός μετατροπέας RMS), και το τελευταίο στοιχείο είναι το σφάλμα που προκαλείται από την ψηφιακή επεξεργασία.
Στην εξίσωση (2.2.2), n είναι η αλλαγή στο σφάλμα κβαντισμού που αντανακλάται στο τελευταίο ψηφίο. Εάν το σφάλμα n λέξεων μετατραπεί σε ποσοστό πλήρους κλίμακας, γίνεται εξίσωση (2.2.1). Η εξίσωση (2.2.3) είναι αρκετά μοναδική και ορισμένοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτήν την έκφραση. Ένα από τα δύο τελευταία αντιπροσωπεύει σφάλματα που εισάγονται από άλλα περιβάλλοντα ή συναρτήσεις.
Η ακρίβεια ενός ψηφιακού πολύμετρου είναι πολύ καλύτερη από αυτή ενός πολύμετρου αναλογικού δείκτη. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον δείκτη ακρίβειας του βασικού εύρους για τη μέτρηση της τάσης DC, μπορεί να φτάσει το ± {{0}},5 τοις εκατό για 3 και μισό bit και το 0,03 τοις εκατό για 4 και μισό bit.
Για παράδειγμα, πολύμετρα OI857 και OI859CF. Η ακρίβεια ενός πολύμετρου είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης, ο οποίος αντανακλά την ποιότητα και την ικανότητα επεξεργασίας του πολύμετρου. Ένα πολύμετρο με χαμηλή ακρίβεια είναι δύσκολο να εκφράσει την πραγματική τιμή, γεγονός που μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε λανθασμένη εκτίμηση στη μέτρηση.
3. Ψήφισμα (ψήφισμα)
Η τιμή τάσης που αντιστοιχεί στην τελευταία λέξη στο εύρος χαμηλής τάσης ενός ψηφιακού πολύμετρου ονομάζεται ανάλυση, η οποία αντανακλά την ευαισθησία του οργάνου.
Η ανάλυση των ψηφιακών οργάνων αυξάνεται με τον αριθμό των εμφανιζόμενων ψηφίων. Οι δείκτες υψηλής ανάλυσης που μπορεί να επιτύχει ένα ψηφιακό πολύμετρο με διαφορετικά ψηφία είναι διαφορετικοί, όπως ένα πολύμετρο 31/2 ψηφίων με 100 μ V.
Ο δείκτης ανάλυσης ενός ψηφιακού πολύμετρου μπορεί επίσης να εμφανιστεί χρησιμοποιώντας ανάλυση. Η ανάλυση αναφέρεται στο ποσοστό * μικρών ψηφίων (εξαιρουμένου του μηδενός) και * μεγάλων ψηφίων που μπορεί να εμφανίσει το όργανο.
Για παράδειγμα, ένα τυπικό πολύμετρο 31/2 ψηφίων μπορεί να εμφανίσει ανάλυση 1/1999 ≈ 0,05 τοις εκατό , με μικρό αριθμό 1 και μεγάλο αριθμό 1999.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η ανάλυση και η ακρίβεια ανήκουν σε δύο διαφορετικές έννοιες. Το πρώτο χαρακτηρίζει την "ευαισθησία" του οργάνου, δηλαδή την ικανότητα "αναγνώρισης" μικρών τάσεων. Το τελευταίο αντανακλά την «ακρίβεια» της μέτρησης, δηλαδή τον βαθμό συνέπειας μεταξύ των αποτελεσμάτων της μέτρησης και της πραγματικής τιμής.
Τα δύο δεν σχετίζονται απαραίτητα, επομένως δεν μπορούν να συγχέονται, πόσο μάλλον να υποθέσουμε λανθασμένα ότι η ανάλυση (ή η ανάλυση) είναι παρόμοια με την ακρίβεια, η οποία εξαρτάται από το συνολικό σφάλμα και το σφάλμα κβαντισμού του εσωτερικού μετατροπέα A/D και του λειτουργικού μετατροπέα του οργάνου .
Από την άποψη της μέτρησης, η ανάλυση είναι ο "εικονικός" δείκτης (ανεξάρτητος από το σφάλμα μέτρησης), ενώ η ακρίβεια είναι ο "πραγματικός" δείκτης (που καθορίζει το μέγεθος του σφάλματος μέτρησης). Επομένως, η αυθαίρετη αύξηση του αριθμού των ψηφίων της οθόνης για τη βελτίωση της ανάλυσης του οργάνου δεν είναι εφικτή.
4. Εύρος μέτρησης
Σε ένα πολυλειτουργικό ψηφιακό πολύμετρο, διαφορετικές λειτουργίες έχουν αντίστοιχες μέγιστες και ελάχιστες τιμές που μπορούν να μετρηθούν. Για παράδειγμα, με ένα πολύμετρο 41/2 ψηφίων, το εύρος δοκιμής για το εύρος τάσης DC είναι 0,01mV έως 1000V.
5. Ρυθμός μέτρησης
Ο αριθμός των φορών που ένα ψηφιακό πολύμετρο μετρά την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μετράται ανά δευτερόλεπτο ονομάζεται ρυθμός μέτρησης και η μονάδα του είναι "φορές/δευτερόλεπτα. Εξαρτάται κυρίως από τον ρυθμό μετατροπής του μετατροπέα A/D.
Ορισμένα φορητά ψηφιακά πολύμετρα χρησιμοποιούν κύκλους μέτρησης για να υποδείξουν την ταχύτητα μέτρησης. Ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση μιας διαδικασίας μέτρησης ονομάζεται κύκλος μέτρησης.
Υπάρχει μια αντίφαση μεταξύ του ρυθμού μέτρησης και των δεικτών ακρίβειας, συνήθως όσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια, τόσο χαμηλότερος είναι ο ρυθμός μέτρησης και είναι δύσκολο να εξισορροπηθούν τα δύο. Για να λυθεί αυτή η αντίφαση, μπορούν να ρυθμιστούν διαφορετικά ψηφία οθόνης ή διακόπτες μετατροπής ταχύτητας μέτρησης στο ίδιο πολύμετρο:
Προσθέστε ένα γρήγορο εύρος μέτρησης για μετατροπείς A/D με ταχύτερους ρυθμούς μέτρησης. Με τη μείωση του αριθμού των ψηφίων της οθόνης, ο ρυθμός μέτρησης μπορεί να αυξηθεί σημαντικά. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σήμερα ευρέως και μπορεί να καλύψει τις ανάγκες διαφορετικών χρηστών για ρυθμό μέτρησης.
6. Αντίσταση εισόδου
Κατά τη μέτρηση της τάσης, το όργανο πρέπει να έχει υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου, έτσι ώστε το ρεύμα που αντλείται από το μετρούμενο κύκλωμα κατά τη διαδικασία μέτρησης να είναι ελάχιστο και να μην επηρεάζει την κατάσταση λειτουργίας του μετρούμενου κυκλώματος ή της πηγής σήματος, γεγονός που μπορεί να μειώσει τα σφάλματα μέτρησης.
Για παράδειγμα, η αντίσταση εισόδου ενός ψηφιακού πολύμετρου χειρός 31/2-bit στο εύρος τάσης DC είναι γενικά 10 μ Ω. Το εύρος τάσης AC επηρεάζεται από την χωρητικότητα εισόδου και η σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι γενικά χαμηλότερη από την περιοχή τάσης DC.
Κατά τη μέτρηση του ρεύματος, το όργανο πρέπει να έχει πολύ χαμηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου, η οποία μπορεί να ελαχιστοποιήσει την επίδραση του οργάνου στο μετρούμενο κύκλωμα όσο το δυνατόν περισσότερο αφού συνδεθεί στο μετρούμενο κύκλωμα. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιείτε το εύρος ρεύματος ενός πολύμετρου, λόγω της μικρής αντίστασης εισόδου, είναι ευκολότερο να καείτε το όργανο. Παρακαλούμε να είστε προσεκτικοί όταν το χρησιμοποιείτε.
