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數(shù)字萬用表的主要指標(biāo)

閱讀:2029        發(fā)布時(shí)間:2019-3-11

1. 顯示位數(shù)及顯示特點(diǎn) 
   數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為 3 1/2 位~8 1/2 位。判定數(shù)字儀表的顯示位數(shù)有兩條原則:其一是,能顯示從0-9中所有數(shù)字的位數(shù)是整位數(shù);其二是,分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以*大顯示值中*高位數(shù)字為分子,用滿量程時(shí)計(jì)數(shù)值為2000 ,這表明該儀表有3個(gè)整數(shù)位,而分?jǐn)?shù)位的分子是1,分母是2 ,故稱之為3 1/2 位,讀作“三位半”,其*高位只能顯示 0 或1(0 通常不顯示)。3 2/3 位(讀作“三又三分之二位”)數(shù)字萬用表的*高位只能顯示0~2的數(shù)字,故*大顯示值為±2999 。在同樣情況下,它要比3 1/2 位的數(shù)字萬用表的量限高50%,尤其在測(cè)量380V 的交流電壓是很有價(jià)值。 
   例如,在用數(shù)字萬用表測(cè)量電網(wǎng)電壓時(shí),普通3 1/2 位數(shù)字萬用表的*高位只能是0或1,若要測(cè)量220V 或 380V 電網(wǎng)電壓,只能用三位顯示,該檔的分辨率僅為 1V 。相比之下,用 3 3/4 位的數(shù)字萬用表來測(cè)量電網(wǎng)電壓,*高位可以顯示 0~3 ,這樣可以四位顯示,分辨率為 0.1V ,這與 4 1/2 位的數(shù)字萬用表分辨力相同。 
   普及型數(shù)字萬用表一般屬于3 1/2 位顯示的手持式萬用表,4 1/2 ,5 1/2位(6位以下)數(shù)字萬用表分為手持式、臺(tái)式兩種。6 1/2 位以上大多屬于臺(tái)式數(shù)字萬用表。 
   數(shù)字萬用表采用*的數(shù)顯技術(shù),顯示清晰直觀、讀書準(zhǔn)確。它既能保證了讀數(shù)的客觀性,又符合人們的讀數(shù)習(xí)慣,能夠縮短讀數(shù)或記錄時(shí)間。這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的模擬式(即指針式)萬用表所不具備的。 
   2. 準(zhǔn)確度(精度) 
   數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測(cè)量值與真值的一致程度,也反映測(cè)量誤差的大小。一般講準(zhǔn)確度愈高,測(cè)量誤差就愈小,反之亦然。 
   準(zhǔn)確度有三種表達(dá)方式,分別如下: 
   準(zhǔn)確度=±(a % RDG + b% FS ) ( 2.2.1 ) 
   準(zhǔn)確度=±(a % RDG +n個(gè)字) ( 2.2.2 ) 
   準(zhǔn)確度=±(a % RDG + b% FS + n個(gè)字) ( 2.2.3 ) 
   式( 2.2.1 )中, RDG 為讀數(shù)值(即顯示值), FS 表示滿度值,括弧中前一項(xiàng)代表 A/D 轉(zhuǎn)換器和功能轉(zhuǎn)換器(例如分壓器、分流器、真有效值轉(zhuǎn)換器)的綜合誤差,后一項(xiàng)是由于數(shù)字化處理而帶來的誤差。式( 2.2.2 )中, n 是量化誤差反映在末位數(shù)字上的變化量,若把 n 個(gè)字的誤差折合成滿量程的百分?jǐn)?shù),即變成式( 2.2.1 )。式( 2.2.3 )比較特殊,有些廠家用此種表達(dá)方式,后兩項(xiàng)中有一項(xiàng)表示其它環(huán)境或功能引入的誤差。 
   數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于模擬指針萬用表。以測(cè)量直流電壓的基本量程的準(zhǔn)確度指標(biāo)為例, 3 位半可達(dá)到± 0.5 %, 4 位半可達(dá)到 0.03 %等。例如: OI857 和 OI859CF 萬用表。萬用表的準(zhǔn)確度是一個(gè)很重要的指標(biāo),它反映萬用表的質(zhì)量和工藝能力,準(zhǔn)確度差的萬用表很難表達(dá)出真實(shí)的值,容易引起測(cè)量上的誤判。
   3. 分辨力(分辨率) 
   數(shù)字萬用表在*低電壓量程上末位1個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值,稱作分辨力,它反映出儀表靈敏度的高低。數(shù)字?jǐn)?shù)字儀表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。不同位數(shù)的數(shù)字萬用表所能達(dá)到的*高分辨力指標(biāo)不同,例如: 3 1/2位的萬用表100μV 。 
   數(shù)字萬用表的分辨力指標(biāo)亦可用分辨率來顯示。分辨率是指儀表能顯示的*小數(shù)字(零除外)與*大數(shù)字的百分比。例如,一般3 1/2位數(shù)字萬用表可顯示的*小數(shù)字為1,*大數(shù)字可為1999 ,故分辨率等于 1/1999≈0.05%。 
   需要指出,分辨率與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”,即對(duì)微小電壓的“識(shí)別”能力;后者反映測(cè)量的“準(zhǔn)確性”,即測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。二者無必然的聯(lián)系,因此不能混為一談,更不得將分辨力(或分辨率)誤以為是類似于準(zhǔn)確度則取決于儀表內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器得綜合誤差以及量化誤差。從測(cè)量角度看,分辨力是“虛”指標(biāo)(與測(cè)量誤差無關(guān)),準(zhǔn)確度才是“實(shí)”指標(biāo)(它決定測(cè)量誤差得大小)。因此,任意增加顯示位數(shù)來提高儀表分辨力得方案是不可取得。 
   4. 測(cè)量范圍 
   在多功能數(shù)字萬用表中,不同功能均有其對(duì)應(yīng)得可以測(cè)量得*大值和*小值。例如: 4 1/2位萬用表,直流電壓檔的測(cè)試范圍是 0.01mV ~ 1000V 。 
   5. 測(cè)量速率 
   數(shù)字萬用表每秒鐘對(duì)被測(cè)電量的測(cè)量次數(shù)叫測(cè)量速率,其單位是“次/s”。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。有的手持式數(shù)字萬用表用測(cè)量周期來表示測(cè)量的快慢。完成一次測(cè)量過程所需要的時(shí)間叫測(cè)量周期。
   測(cè)量速率與準(zhǔn)確度指標(biāo)存在著矛盾,通常是準(zhǔn)確度愈高,測(cè)量速率愈低,二者難以兼顧。解決這一矛盾可在同一塊萬用表設(shè)置不同的顯示位數(shù)或設(shè)置測(cè)量速度轉(zhuǎn)換開關(guān):增設(shè)快速測(cè)量檔,該檔用于測(cè)量速率較快的 A/D 轉(zhuǎn)換器;通過降低顯示位數(shù)來大幅度提高測(cè)量速率,此法目前應(yīng)用的比較普通,可滿足不同用戶對(duì)測(cè)量速率的需要。 
   6. 輸入阻抗 
   測(cè)量電壓時(shí),儀表應(yīng)具有很高的輸入阻抗,這樣在測(cè)量過程中從被測(cè)電路中吸取的電流極少,不會(huì)影響被測(cè)電路或信號(hào)源的工作狀態(tài),能夠減少測(cè)量誤差。例如:3 1/2位手持式數(shù)字萬用表的直流電壓檔輸入電阻一般為 10μΩ。交流電壓檔受輸入電容的影響,其輸入阻抗一般低于直流電壓檔。 
   測(cè)量電流時(shí),儀表應(yīng)該具有很低的輸入阻抗,這樣接入被測(cè)電路后,可盡量減小儀表對(duì)被測(cè)電路的影響,但是在使用萬用表電流檔時(shí),由于輸入阻抗較小,所以較容易燒壞儀表,請(qǐng)用戶在使用時(shí)注意。

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