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万用表各挡量程选择 测量误差计算

2021-03-08 14:26:10

我们日常在运用指针用万表进行测量的时候往往会存才一定的误差。仪表自身准确度不一样,有一定允许误差区间,除此之外人物读数,调整,操作不当等也会带来一定误差。仪器不能控制,自身原因还是可以尽量减小的,那么应该如何正确运用,将误差降到最低呢?

1.万用表电压、电流挡量程选择与测量误差

  万用表的准确度等级一般分为0.1、0.5、1.5、2.5、5等几个等级。直流电压、电流,交流电压、电流等各挡,准确度(精确度)等级的标定是由其最大绝对允许误差△X与所选量程满度值的百分数表示的。以公式表示:A%=(△X/满度值)×100%……1

  (1)采用准确度不一样的万用表测量同一个电压所产生的误差
  例如:有一个10V标准电压,用100V挡、0.5级和15V挡、2.5级的两块万用表测量,问哪块表测量误差小?
  解:由1式得:第一块表测:最大绝对允许误差
  △X1=±0.5%×100V=±0.50V。

  第二块表测:最大绝对允许误差
  △X2=±2.5%×l5V=±0.375V。

  比较△X1和△X2可以看出:虽然第一块表准确度比第二块表准确度高,但用第一块表测量所产生的误差却比第二块表测量所产生的误差大。因此,可以看出,在选用万用表时,并非准确度越高越好。有了准确度高的万用表,还要选用合适的量程。只有正确选择量程,才能发挥万用表潜在的准确度。

(2)用一块万用表的不一样量程测量同一个电压所产生的误差
  例如:MF-30型万用表,其准确度为2.5级,选用100V挡和25V挡测量一个23V标准电压,问哪一挡误差小?
  解:100V挡最大绝对允许误差:
  X(100)=±2.5%×100V=±2.5V。
  25V挡最大绝对允许误差:△X(25)=±2.5%×25V=±0.625V。由上面的解可知:
  用100V挡测量23V标准电压,在万用表上的示值在20.5V-25.5V之间。用25V挡测量23V标准电压,在万用表上的示值在22.375V-23.625V之间。由以上结果来看,△X(100)大于△X(25),即100V挡测量的误差比25V挡测量的误差大得多。因此,一块万用表测量不一样电压时,用不一样量程测量所产生的误差是不相同的。在满足被测信号数值的情况下,应尽量选用量程小的挡。这样可以提升测量的精确度。


  (3)用一块万用表的同一个量程测量不一样的两个电压所产生的误差
  例如:MF-30型万用表,其准确度为2.5级,用100V挡测量一个20V和80V的标准电压,问哪一挡误差小?
  解:最大相对误差:△A%=最大绝对误差△X/被测标准电压调×100%,100V挡的最大绝对误差△X(100)=±2.5%×100V=±2.5V。
  对于20V而言,其示值介于17.5V-22.5V之间。其最大相对误差为:A(20)%=(±2.5V/20V)×100%=±12.5%。
  对于80V而言,其示值介于77.5V-82.5V之间。其最大相对误差为:
  A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%。
  比较被测电压20V和80V的最大相对误差可以看出:前者比后者的误差大的多。因此,用一块万用表的同一个量程测量两个不一样电压的时候,谁离满挡值近,谁的准确度就高。所以,在测量电压时,应使被测电压指示在万用表量程的2/3以上。只有这样才能减小测量误差。

2.电阻挡的量程选择与测量误差
  电阻挡的每一个量程都可以测量0~∞的电阻值。欧姆表的标尺刻度是非线性、不均匀的倒刻度。是用标尺弧长的百分数来表示的。而且各量程的内阻等于标尺弧长的中心刻度数乘倍率,称作“中心电阻”。也就是说,被测电阻等于所选挡量程的中心电阻时,电路中流过的电流是满度电流的一半。。其准确度用下式表示:

  R%=(△R/中心电阻)×100%……2

  用一块万用表测量同一个电阻时,选用不一样的量程所产生的误差

  例如:MF-30型万用表,其Rxl0挡的中心电阻为250Ω;R×l00挡的中心电阻为2.5kΩ。准确度等级为2.5级。用它测一个500Ω的标准电阻,问用R×l0挡与R×100挡来测量,哪个误差大?解:由2式得:

  R×l0挡最大绝对允许误差△R(10)=中心电阻×R%=250Ω×(±2.5)%=±6.25Ω。用它测量500Ω标准电阻,则500Ω标准电阻的示值介于493.75Ω~506.25Ω之间。最大相对误差为:±6.25÷500Ω×100%=±1.25%。

  R×l00挡最大绝对允许误差△R(100)=中心电阻×R%2.5kΩ×(±2.5)%=±62.5Ω。用它测量500Ω标准电阻,则500Ω标准电阻的示值介于437.5Ω~562.5Ω之间。最大相对误差为:±62.5÷500Ω×100%=±10.5%。

运用中要特别注意以下几点:
  ( l )测量前,应核实量程开关及两表笔所接的插孔,无误后再进行测量。严禁在测量的拔动量程开关,特别是高电压、大电流的,以免产生电弧烧坏量程开关。 
  ( 2 )对无法估计的待测量,应选择最高量程挡测量,然后根据显示结果选择合适的量程。 
  ( 3 )数字万用表在刚测量时,显示屏上的数值会有跳数现象,应待显示数值稳定后才能读数。 
  ( 4 )严禁带电测量电阻。 
  ( 5 )当用数字万用表检查测量线路通断时,应将量程开关拔到蜂鸣器挡,若蜂鸣器发出叫声,说明线路接通。 
  ( 6 )当用数字万用表测量电容时,因各电容挡都存在失调电压,不测电容时也会显示从几个到几十个字的初始值。在测量前零位调节旋钮,使初始值为 000 或一 000 ,然后再插上被测电容。测量时两手不得触及电容的电极引线或表笔的金属端,否则数字万用表将严重跳数,甚至过载。 
  ( 7 )当发现数字万用表电池电压过低告警指示时,应更换电池。 

  由计算结果对比表明,选择不一样的电阻量程,测量产生的误差相差很大。因此,在选择挡位量程时,要尽量使被测电阻值处于量程标尺弧长的中心部位。测量精度会高一些。


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