Ανάλυση της επίδρασης των σφαλμάτων πολύμετρων στα αποτελέσματα των μετρήσεων
Όσο μεγαλύτερη είναι η εσωτερική αντίσταση Rv του βολτόμετρου, τόσο πιο κοντά είναι η μετρούμενη τιμή στην πραγματική τιμή που είναι μικρότερη από τη μετρούμενη τάση, τόσο μικρότερο είναι το σφάλμα και τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία. Επομένως, το εύρος αντίστασης του πολύμετρου είναι παράμετρος του πολύμετρου. Αυτό το άρθρο εξάγει τα ακόλουθα συμπεράσματα μέσω ανάλυσης:
1. Εάν χρησιμοποιούνται δύο πολύμετρα με διαφορετικές ευαισθησίες τάσης για τη μέτρηση του ίδιου αντικειμένου, το σφάλμα μέτρησης του πολύμετρου με υψηλότερη ευαισθησία τάσης θα είναι μικρότερο από αυτό του πολύμετρου με χαμηλότερη ευαισθησία τάσης.
2. Για διαφορετικές περιοχές του ίδιου πολύμετρου, όσο μεγαλύτερο είναι το εύρος τάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η εσωτερική αντίσταση και τόσο μικρότερη είναι η επίδραση των σφαλμάτων στα αποτελέσματα της μέτρησης.
Ακολουθεί ένα παράδειγμα για την απεικόνιση της επίδρασης των σφαλμάτων στα αποτελέσματα των μετρήσεων. Η ανάλυση σφάλματος κατά τη μέτρηση της τάσης φαίνεται στο σχήμα.
Στο σχήμα, το τροφοδοτικό DC U=10v, με εσωτερική αντίσταση r=200K Ω. Για τη μέτρηση αυτής της τάσης επιλέγεται ένα πολύμετρο με ευαισθησία τάσης 20K Ω/V. Πόσο επηρεάζει το σφάλμα τα αποτελέσματα των μετρήσεων; Αν επιλέξουμε 50V αντί για 10V, με εσωτερική αντίσταση 1M Ω, πόσο αντίκτυπο έχει το σφάλμα στα αποτελέσματα της μέτρησης;
Διάλυμα:
Κατά τη μέτρηση για πρώτη φορά, επιλέξτε το εύρος τάσης 10 V και την εσωτερική αντίσταση Rv=200k Ω και, στη συνέχεια:
Το σχετικό σφάλμα είναι:
Κατά τη μέτρηση για δεύτερη φορά, επιλέξτε το εύρος τάσης 50 V και την εσωτερική αντίσταση Rv=1M Ω και, στη συνέχεια:
Το σχετικό σφάλμα είναι:
Μπορεί να φανεί ότι το σχετικό σφάλμα έχει μικρότερο αντίκτυπο στα αποτελέσματα της μέτρησης κατά τη δεύτερη μέτρηση. Δηλαδή, στη διαδικασία μέτρησης, για να εξασφαλιστεί η ευαισθησία του και να μειωθούν τα σφάλματα μέτρησης, μερικές φορές μπορεί να επιλεγεί και μεγαλύτερο εύρος τάσης. Αυτό συμβαίνει γιατί όσο μεγαλύτερο είναι το εύρος τάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η εσωτερική αντίσταση και τόσο μεγαλύτερη η ευαισθησία τάσης. Φυσικά, το εύρος τάσης δεν μπορεί να επιλεγεί πολύ μεγάλο, διαφορετικά η γωνία εκτροπής του δείκτη θα είναι πολύ μικρή και η ένδειξη θα είναι ανακριβής. Η εσωτερική αντίσταση του τροφοδοτικού AC είναι συνήθως χαμηλή και ένα πολύμετρο με ευαισθησία χαμηλής τάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της τάσης AC.
Από την παραπάνω ανάλυση, συνάγεται το συμπέρασμα ότι κατά τη μέτρηση της τάσης με ένα πολύμετρο, είναι προτιμότερο να υπάρχει μεγαλύτερη εσωτερική αντίσταση στο εύρος τάσης του πολύμετρου, καθώς η κεφαλή του μετρητή του πολύμετρου συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα που μετράται. Όσο μεγαλύτερη είναι η εσωτερική αντίσταση του μετρητή, τόσο μικρότερη είναι η επίδραση των σφαλμάτων στα αποτελέσματα της μέτρησης και τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία.
