Πώς να επιλέξετε το εύρος του πολύμετρου και την ανάλυση σφαλμάτων μέτρησης
Θα υπάρξουν κάποια σφάλματα κατά τη μέτρηση με ένα πολύμετρο. Μερικά από αυτά τα σφάλματα είναι τα μέγιστα απόλυτα σφάλματα που επιτρέπονται από την κατηγορία ακρίβειας του ίδιου του μετρητή. Ορισμένα είναι ανθρώπινα λάθη που προκαλούνται από ακατάλληλη προσαρμογή και 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. Ως εκ τούτου, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στα ακόλουθα σημεία κατά τη χρήση: 1. Τοποθετήστε το πολύμετρο οριζόντια και πραγματοποιήστε μηχανική ρύθμιση μηδενισμού πριν από τη μέτρηση. 2. Κρατήστε τα μάτια κάθετα στον δείκτη κατά την ανάγνωση. 3. Κατά τη μέτρηση της αντίστασης, πρέπει να γίνεται μηδενική ρύθμιση κάθε φορά που αλλάζετε ταχύτητα. Όταν δεν έχει ρυθμιστεί στο μηδέν, πρέπει να αντικατασταθεί μια νέα μπαταρία. 4. Κατά τη μέτρηση της αντίστασης ή της υψηλής τάσης, μην κρατάτε το μεταλλικό τμήμα του ακροδέκτη δοκιμής με τα χέρια σας, ώστε να αποφευχθεί η διαφυγή της αντίστασης του ανθρώπινου σώματος, η αύξηση του σφάλματος μέτρησης ή η ηλεκτροπληξία. 5. Κατά τη μέτρηση της αντίστασης σε κύκλωμα RC, είναι απαραίτητο να απενεργοποιήσετε την τροφοδοσία στο κύκλωμα και να αποφορτίσετε την ηλεκτρική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στον πυκνωτή πριν πραγματοποιήσετε τη μέτρηση. Αφού εξαιρέσουμε τα ανθρώπινα λάθη ανάγνωσης, κάνουμε κάποια ανάλυση για άλλα λάθη.
1. Σφάλμα επιλογής και μέτρησης περιοχής τάσης και ρεύματος πολύμετρου
Το επίπεδο ακρίβειας του πολύμετρου γενικά χωρίζεται σε {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5 και άλλα επίπεδα. Για τάση DC, ρεύμα, τάση AC, ρεύμα και άλλα γρανάζια, η βαθμονόμηση του βαθμού ακρίβειας (ακρίβειας) εκφράζεται με το ποσοστό του μέγιστου απόλυτου επιτρεπόμενου σφάλματος △X και την τιμή πλήρους κλίμακας του επιλεγμένου εύρους. Εκφράζεται με τον τύπο: Ένα ποσοστό =(△X/τιμή πλήρους κλίμακας)×100 τοις εκατό ...... 1
(1) Χρήση πολύμετρων με διαφορετική ακρίβεια για τη μέτρηση του σφάλματος της ίδιας τάσης
Για παράδειγμα: Υπάρχει τυπική τάση 10V και μετριέται με δύο πολύμετρα των 100V, 0,5 και 15V και 2,5. Ποιος μετρητής έχει το μικρότερο σφάλμα μέτρησης;
Λύση: Λήφθηκε από τον τύπο 1: Μετράται ο πρώτος μετρητής: το μέγιστο απόλυτο επιτρεπόμενο σφάλμα
△X{{0}}±0,5 τοις εκατό ×100V=±0,50V.
Η δεύτερη μέτρηση πίνακα: το μέγιστο απόλυτο επιτρεπόμενο σφάλμα
△X{{0}}±2,5 τοις εκατό ×l5V=±0,375V.
Συγκρίνοντας το △X1 και το △X2, μπορεί να φανεί ότι αν και 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 αυτό του δεύτερου ρολογιού. 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 το κατάλληλο εύρος. Μόνο με την επιλογή του σωστού εύρους 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 τύπου 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: Το μέγιστο απόλυτο επιτρεπόμενο σφάλμα του μπλοκ 100V είναι:
X(100)=±2,5 τοις εκατό ×100V=±2,5V.
The maximum absolute allowable error of 25V block: △X(25)=±2.5 percent ×25V=±0.625V. From the above solution it can be seen that:
Χρησιμοποιήστε το γρανάζι 100V για να μετρήσετε την τυπική τάση 23V και η υποδεικνυόμενη τιμή στο πολύμετρο είναι μεταξύ 20,5V και 25,5V. Χρησιμοποιήστε το γρανάζι 25V για να μετρήσετε την τυπική τάση 23V και η τιμή ένδειξης στο πολύμετρο είναι μεταξύ 22,375V και 23,625V. Από τα παραπάνω αποτελέσματα, το △X (100) είναι μεγαλύτερο από το △X (25), δηλαδή το σφάλμα της μέτρησης των 100V είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό της μέτρησης 25V. Επομένως, όταν ένα πολύμετρο μετρά διαφορετικές τάσεις, τα σφάλματα που παράγονται από διαφορετικές περιοχές είναι διαφορετικά. Σε περίπτωση ικανοποίησης της τιμής του μετρούμενου σήματος, το μικρό εύρος θα πρέπει να επιλέγεται όσο το δυνατόν περισσότερο. Αυτό βελτιώνει την ακρίβεια της μέτρησης.
(3) Το σφάλμα που προκαλείται από τη μέτρηση δύο διαφορετικών τάσεων με το ίδιο εύρος ενός πολύμετρου
Για παράδειγμα: πολύμετρο τύπου MF-30, η ακρίβειά του είναι 2,5, χρησιμοποιήστε γρανάζι 100 V για να μετρήσετε μια τυπική τάση 20 V και 80 V, ποιο γρανάζι 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 μπλοκ 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 των 20V και 80V, μπορεί να φανεί ότι το σφάλμα του πρώτου είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του δεύτερου. Επομένως, όταν χρησιμοποιείται το ίδιο εύρος ενός πολύμετρου για τη μέτρηση δύο διαφορετικών τάσεων, όποιος είναι πιο κοντά στην τιμή πλήρους εύρους έχει μεγαλύτερη ακρίβεια. Επομένως, κατά τη μέτρηση της τάσης, η μετρούμενη τάση πρέπει να υποδεικνύεται σε περισσότερο 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 περιοχή του ηλεκτρικού φραγμού μπορεί να μετρήσει την τιμή αντίστασης από 0 έως ∞. Η κλίμακα του ωμόμετρου είναι μια μη γραμμική, άνιση αντίστροφη κλίμακα. Εκφράζεται ως ποσοστό του μήκους τόξου του χάρακα. Και η εσωτερική αντίσταση κάθε εύρους είναι ίση με την κεντρική κλίμακα του μήκους τόξου της κλίμακας πολλαπλασιαζόμενη με τον πολλαπλασιαστικό παράγοντα, 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 δείχνει στο κέντρο της κλίμακας. Η ακρίβειά του εκφράζεται ως εξής:
Ποσοστό R =(△R/κεντρική αντίσταση)×100 τοις εκατό ……2
(1) Κατά τη μέτρηση της ίδιας αντίστασης με ένα πολύμετρο, 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 R×l00 είναι 2,5 kΩ. Η βαθμολογία ακρίβειας είναι 2,5. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε μια τυπική αντίσταση 500Ω και ζητήστε από το μπλοκ R×10 και το μπλοκ R×100 να μετρήσουν, ποιο έχει το μεγαλύτερο σφάλμα; Λύση: Από τον τύπο 2, παίρνουμε:
R×l0 μπλοκ μέγιστου απόλυτου επιτρεπόμενου σφάλματος △R(10)=αντίσταση κέντρου×R τοις εκατό =250Ω×(±2,5) τοις εκατό =±6,25Ω. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε την τυπική αντίσταση 500Ω, η τιμή ένδειξης 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)=αντίσταση κέντρου×R％2,5kΩ×(±2,5)％=±62,5Ω. Χρησιμοποιήστε το για να μετρήσετε την τυπική αντίσταση 500Ω, η τιμή ένδειξης 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 όταν επιλέγονται διαφορετικά εύρη αντίστασης, τα σφάλματα που δημιουργούνται από τη μέτρηση είναι πολύ διαφορετικά. 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.
