用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的誤差。這些誤差有些是儀表本身的準(zhǔn)確度等級(jí)所允許的大誤差。有些是調(diào)整、使用不當(dāng)帶來(lái)的人為誤差。正確了解萬(wàn)用表的特點(diǎn)以及測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因,掌握正確的測(cè)量技術(shù)和方法,就可以減小測(cè)量誤差。
人為讀數(shù)誤差是影響測(cè)量精度的原因之一。它是不可避免的,但可以盡量減小。因此,使用中要特別注意以下幾點(diǎn):1測(cè)量前要把萬(wàn)用表水平放置,進(jìn)行機(jī)械調(diào)零;2讀數(shù)時(shí)眼睛要與指針保持垂直;3測(cè)電阻時(shí),每換一次擋都要進(jìn)行調(diào)零。調(diào)不到零時(shí)要更換新電池;4測(cè)量電阻或高壓時(shí),不能用手捏住表筆的金屬部位,以免人體電阻分流,增大測(cè)量誤差或觸電;5在測(cè)量rc電路中的電阻時(shí),要切斷電路中的電源,并把電容器儲(chǔ)存的電泄放完,然后再進(jìn)行測(cè)量。在排除了人為讀數(shù)誤差以后,我們對(duì)其他誤差進(jìn)行一些分析。
1.萬(wàn)用表電壓、電流擋量程選擇與測(cè)量誤差
萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度等級(jí)一般分為0.1、0.5、1.5、2.5、5等幾個(gè)等級(jí)。直流電壓、電流,交流電壓、電流等各擋,準(zhǔn)確度(精確度)等級(jí)的標(biāo)定是由其大允許誤差 △x與所選量程滿(mǎn)度值的百分?jǐn)?shù)表示的。以公式表示:a%=(△x/滿(mǎn)度值)×100%…… 1
(1)采用準(zhǔn)確度不同的萬(wàn)用表測(cè)量同一個(gè)電壓所產(chǎn)生的誤差
例如:有一個(gè)10v標(biāo)準(zhǔn)電壓,用100v擋、0.5級(jí)和15v擋、2.5級(jí)的兩塊萬(wàn)用表測(cè)量,問(wèn)哪塊表測(cè)量誤差???
解:由1式得:一塊表測(cè):大允許誤差
△x1=±0.5%×100v=±0.50v。
第二塊表測(cè):大允許誤差
△x2=±2.5%×l5v=±0.375v。
比較△x1和△x2可以看出:雖然一塊表準(zhǔn)確度比第二塊表準(zhǔn)確度高,但用一塊表測(cè)量所產(chǎn)生的誤差卻比第二塊表測(cè)量所產(chǎn)生的誤差大。因此,可以看出,在選用萬(wàn)用表時(shí),并非準(zhǔn)確度越高越好。有了準(zhǔn)確度高的萬(wàn)用表,還要選用合適的量程。只有正確選擇量程,才能發(fā)揮萬(wàn)用表潛在的準(zhǔn)確度。
(2)用一塊萬(wàn)用表的不同量程測(cè)量同一個(gè)電壓所產(chǎn)生的誤差
例如:mf-30型萬(wàn)用表,其準(zhǔn)確度為2.5級(jí),選用100v擋和25v擋測(cè)量一個(gè)23v標(biāo)準(zhǔn)電壓,問(wèn)哪一擋誤差???
解:100v擋大允許誤差:
x(100)=±2.5%×100v=±2.5v。
25v擋大允許誤差:△x(25)=±2.5%×25v=±0.625v。由上面的解可知:
用100v擋測(cè)量23v標(biāo)準(zhǔn)電壓,在萬(wàn)用表上的示值在20.5v-25.5v之間。用25v擋測(cè)量23v標(biāo)準(zhǔn)電壓,在萬(wàn)用表上的示值在22.375v-23.625v之間。由以上結(jié)果來(lái)看,△x(100)大于△x(25),即100v擋測(cè)量的誤差比25v擋測(cè)量的誤差大得多。因此,一塊萬(wàn)用表測(cè)量不同電壓時(shí),用不同量程測(cè)量所產(chǎn)生的誤差是不相同的。在滿(mǎn)足被測(cè)信號(hào)數(shù)值的情況下,應(yīng)盡量選用量程小的擋。這樣可以提高測(cè)量的精確度。
(3)用一塊萬(wàn)用表的同一個(gè)量程測(cè)量不同的兩個(gè)電壓所產(chǎn)生的誤差
例如:mf-30型萬(wàn)用表,其準(zhǔn)確度為2.5級(jí),用100v擋測(cè)量一個(gè)20v和80v的標(biāo)準(zhǔn)電壓,問(wèn)哪一擋誤差?。?br>解:大相對(duì)誤差:△a%=大誤差△x/被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電壓調(diào)×100%,100v擋的大誤差△x(100)=±2.5%×100v=±2.5v。
對(duì)于20v而言,其示值介于17.5v-22.5v之間。其大相對(duì)誤差為:a(20)%=(±2.5v/20v)×100%=±12.5%。
對(duì)于80v而言,其示值介于77.5v-82.5v之間。其大相對(duì)誤差為:
a(80)%=±(2.5v/80v)×100%=±3.1%。
比較被測(cè)電壓20v和80v的大相對(duì)誤差可以看出:前者比后者的誤差大的多。因此,用一塊萬(wàn)用表的同一個(gè)量程測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同電壓的時(shí)候,誰(shuí)離滿(mǎn)擋值近,誰(shuí)的準(zhǔn)確度就高。所以,在測(cè)量電壓時(shí),應(yīng)使被測(cè)電壓指示在萬(wàn)用表量程的2/3以上。只有這樣才能減小測(cè)量誤差。
2.電阻擋的量程選擇與測(cè)量誤差
電阻擋的每一個(gè)量程都可以測(cè)量0~∞的電阻值。歐姆表的標(biāo)尺刻度是非線(xiàn)性、不均勻的倒刻度。是用標(biāo)尺弧長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的。而且各量程的內(nèi)阻等于標(biāo)尺弧長(zhǎng)的中心刻度數(shù)乘倍率,稱(chēng)作“中心電阻”。也就是說(shuō),被測(cè)電阻等于所選擋量程的中心電阻時(shí),電路中流過(guò)的電流是滿(mǎn)度電流的一半。指針指示在刻度的*。其準(zhǔn)確度用下式表示:
r%=(△r/中心電阻)×100%……2
(1)用一塊萬(wàn)用表測(cè)量同一個(gè)電阻時(shí),選用不同的量程所產(chǎn)生的誤差
例如:mf-30型萬(wàn)用表,其rxl0擋的中心電阻為250ω;r×l00擋的中心電阻為2.5kω。準(zhǔn)確度等級(jí)為2.5級(jí)。用它測(cè)一個(gè)500ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻,問(wèn)用r×l0擋與r×100擋來(lái)測(cè)量,哪個(gè)誤差大?解:由2式得:
r×l0擋大允許誤差△r(10)=中心電阻×r%=250ω×(±2.5)%=±6.25ω。用它測(cè)量500ω標(biāo)準(zhǔn)電阻,則500ω標(biāo)準(zhǔn)電阻的示值介于493.75ω~506.25ω之間。大相對(duì)誤差為:±6.25÷500ω×100%=±1.25%。
r×l00擋大允許誤差△r(100)=中心電阻×r%2.5kω×(±2.5)%=±62.5ω。用它測(cè)量500ω標(biāo)準(zhǔn)電阻,則500ω標(biāo)準(zhǔn)電阻的示值介于437.5ω~562.5ω之間。大相對(duì)誤差為:±62.5÷500ω×100%=±10.5%。
由計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明,選擇不同的電阻量程,測(cè)量產(chǎn)生的誤差相差很大。因此,在選擇擋位量程時(shí),要盡量使被測(cè)電阻值處于量程標(biāo)尺弧長(zhǎng)的中心部位。測(cè)量精度會(huì)高一些。