0731-84284278
如何選購合適的數(shù)字萬用表
2013-05-06
在選擇之前先要確定需要測(cè)量的量值是什么。 你做精密的計(jì)量工作嗎真的是用到第7位或第8位數(shù)字進(jìn)行測(cè)量嗎如果是就應(yīng)選購高準(zhǔn)確度的臺(tái)面式數(shù)字萬用表, 因?yàn)樗姆€(wěn)定性很好。如要用在定制系統(tǒng)中可選擇6 1/2 f位的能與 PXI和 VXI 兼容的 數(shù)字多用表 一般說來有許多 數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度和分辨率都很高但是要求測(cè)量的結(jié)果并不一定要有這么高的準(zhǔn)確度和分辨率。雖然分辨率是設(shè)計(jì)上的精確性能但是實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的測(cè)量畢竟有賴于測(cè)量技術(shù)的優(yōu)劣。例如用 8 1/2位 數(shù)字萬用表 做測(cè)量, 必須十分小心謹(jǐn)慎和有經(jīng)驗(yàn)否則光有高檔數(shù)字多用表不一定能測(cè)量出好的結(jié)果來。 另一方面 , 有許多低檔 數(shù)字萬用表 也可能是恰當(dāng)?shù)倪x擇對(duì)象。如果只要求測(cè)量準(zhǔn)確度是5%, 測(cè)量功能又不多，那就選購低檔的 數(shù)字萬用表 。 數(shù)字萬用表 都能測(cè)的基本量： 交、直流電壓、電流和電阻。 有些人的測(cè)量需求處在以上兩種極端情況之間。選購什么樣的數(shù)字萬用表 就難以下定決心。因?yàn)樗麄円笥休^高的測(cè)量準(zhǔn)確度和分辨率, 又要價(jià)錢便宜。若要做出最好的選擇, 建議他們仔細(xì)閱讀說明書和有關(guān)腳注資料。 閱讀小體字腳注有多種高準(zhǔn)確度的臺(tái)面式 數(shù)字多用表和低檔手持式數(shù)字萬用表 。但是各種 數(shù)字萬用表 的技術(shù)指標(biāo)表達(dá)式缺乏一致性。例如直流電壓的準(zhǔn)確度有的表示為讀數(shù)的%再加上量程的% 。有的表示為讀數(shù)的%加上幾多個(gè)計(jì)數(shù), 還有的表表示為讀數(shù)的%再加幾伏特。對(duì)于一種特定的數(shù)字萬用表來說 , 如果知道了它的滿度值對(duì)應(yīng)多少個(gè)計(jì)數(shù), 就能把一種表達(dá)式換算成另一種表達(dá)式。以上三種表達(dá)式都經(jīng)常見到。
但是在什么樣的測(cè)試條件下所說的準(zhǔn)確度才能實(shí)現(xiàn)呢? 從說明書中可以看到, 規(guī)定測(cè)試條件為： 準(zhǔn)確度在數(shù)字多用表計(jì)量校準(zhǔn)后一年之內(nèi)有效, 而且環(huán)境溫度是 23 ℃土 5 ℃。其它尚有 90 天的準(zhǔn)確度和24小時(shí)準(zhǔn)確度的時(shí)間限制。數(shù)字多用表的準(zhǔn)確度各種各樣, 無法直接進(jìn)行比較, 除非是都在同樣的有效時(shí)間段內(nèi)來比較。另外, 在加電后預(yù)熱一定時(shí)間后才能達(dá)到準(zhǔn)確度要求。
有些數(shù)字萬用表內(nèi)有一個(gè)集成的參考標(biāo)準(zhǔn)源, 有自校準(zhǔn)能力, 就是說這種數(shù)字多用表即使處在 23 ℃土 5 ℃ 環(huán)境之外使用也能保證它的測(cè)量準(zhǔn)確度。例如 National 儀器公司的 PXI-4070 型數(shù)字萬用表, 即使處在 0 ℃ -50 ℃環(huán)境中, 經(jīng)過自校準(zhǔn)后也能保證它的測(cè)量準(zhǔn)確度。如果一臺(tái)數(shù)字萬用表在校準(zhǔn)溫度范圍以外使用, 而未經(jīng)校準(zhǔn), 其測(cè)量準(zhǔn)確度指標(biāo)必定會(huì)降低。例如若考慮到它的溫度系數(shù)：±( 讀數(shù)的 5ppm+ 量程的 1ppm) /0C ,它在50℃而不是在28℃(50℃是23℃±5℃的上限)進(jìn)行測(cè)量要有附加的誤差 :±(讀數(shù)的11Oppm+ 量程的22ppm )。對(duì)于某些 數(shù)字萬用表 來說, 附加的誤差可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它在說明書上規(guī)定的準(zhǔn)確度。 說明中的小字體腳注就是對(duì)規(guī)定準(zhǔn)確度限定條件的補(bǔ)充。但是給出6個(gè)甚至10個(gè)或12個(gè)腳注還是不足以說清問題。
測(cè)量交流電壓和電流時(shí), 其頻率也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。一個(gè)廠家把頻率以一種方式分段給出它的影響量, 而另一個(gè)廠家又以另一種方式給頻率分段。 例如一家把60Hz(或50Hz)包括在10Hz—3kHz 段內(nèi), 而另一家又把它包括在45Hz—50OHz頻段內(nèi),它們都用許多個(gè)腳注來說明其全部想告訴用戶的內(nèi)容。
波峰系數(shù)也存在同樣的問題。波峰系數(shù)定義為峰值除以它的有效值。一般說來, 波峰系數(shù)大的信號(hào)只是偶而與它的平均值偏差較大。放峰系數(shù)大對(duì)應(yīng)著的測(cè)量誤差也較大。一個(gè)腳注限定一個(gè)交流信號(hào)的準(zhǔn)確度指標(biāo), 還必須限制被測(cè)信號(hào)的波峰系數(shù)在可以允許的范圍之內(nèi), 才能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。 除信號(hào)形狀對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響外, 信號(hào)的大小和頻率也必須限制在某一定范圍之內(nèi)才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。否則 數(shù)字多用表 的輸入電路會(huì)被損壞。例如Fluke的170系列中的數(shù)字多用表, 限制輸入信號(hào)的電壓與它頻率的乘積V -Hz 要小于1 × 10↑7 。有許多數(shù)字多用表都有1000Vac量程, 允許信號(hào)頻率是 在 10 kHz 以下。 測(cè)量的讀數(shù)率與分辨率有直接的聯(lián)系。例如 Signametrics SMX2044 是一種 6 1/2 位的 數(shù)字多用表 。在如此分辨率上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)率是 30 個(gè)讀數(shù)/每秒。若要增加讀數(shù)率就必須降低分辨率 （ 即減少位數(shù) ) 。例如任選一種數(shù)字多用表, 它的讀數(shù)率是1000個(gè)讀數(shù)/每秒 , 它的分辨率是4 1/2 位。類似制約關(guān)系也適用于其它廠家的高分辨率數(shù)字萬用表。在腳注里說明了讀數(shù)率和分辨率之間的制約關(guān)系。
許多數(shù)字萬用表 有不同的滿度量程, 難以相互比較 , 例如有兩個(gè)不同的數(shù)字萬用表, 都有電壓量程, 旁邊都有乘 10 因數(shù) , 但是一個(gè) 數(shù)字萬用表 的起始量程是 4V, 另一個(gè)起始量程是 1V 。如用它們都測(cè)量 1OV 。一個(gè)用 1V × 1O = 1OV 來測(cè), 另一個(gè)則需用 4V X 1O = 40V 來測(cè)。前者正好是用滿量程測(cè)10V, 后者則用 40V 量測(cè) 10V,1OV 只是 4OV 滿 度值 25% 。由于兩個(gè) 數(shù)字多用表 之間存在 4 個(gè)因數(shù) , 它們的滿度分辨率就不一樣了。但是在做 10V 測(cè)量時(shí)用的是它們的實(shí)際分辨率。這就是說, 在 4OV 表的最低位上存在令人討厭的噪聲比用 1OV 表測(cè) 1OV 時(shí)的噪聲大 4 倍。 對(duì)低價(jià) 數(shù)字萬用表, 總的準(zhǔn)確度沒有限定條件。就此事詢問過有關(guān)的廠家代表, 他們說, 測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度與使用技巧有很大關(guān)系, 他們建議 數(shù)字萬用表 應(yīng)當(dāng)每年校準(zhǔn)一次。這雖是含糊其辭的回答, 但用其建議的方式校準(zhǔn) 數(shù)字萬用表 增強(qiáng)了使用者對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的信心。
測(cè)量電阻是另外一件事, 它的細(xì)節(jié)說明差別很大。大多數(shù)方法是電流集中流過被測(cè)電阻, 測(cè)出其兩端之間的電壓降就可算出電阻值。如果出現(xiàn)在被測(cè)電阻上的開路電壓太高, 就有問題了。 Signamertrics 公司 CEO Tee.Sheffer 先生說過：“我在展覽會(huì)上見到過某些 數(shù)字萬用表, 在表演時(shí)加在被測(cè)電阻上的電壓大于 10V, 這個(gè)電壓成為一種源, 能激起振蕩, 造成很大的測(cè)量誤差。”有消息稱, 加在被測(cè)電阻上的電壓必須是低伏特值。例如Fluke179 型 數(shù)字萬用表, 所有電阻量程的開路電壓小于 1.5V 。 在測(cè)量電阻時(shí)并非所有電流都流過被測(cè)電阻, 總有一小部分被旁路過去, 這樣會(huì)造成測(cè)量誤差。某些型號(hào)的 數(shù)字多用表 能消除掉這個(gè)誤差電壓, 使歐姆讀數(shù)更準(zhǔn)確。也有許多種電阻, 其本身就有與之相連的小電壓源。例如在測(cè)量電路中, 不同金屬相接在不同溫度下會(huì)產(chǎn)生微伏級(jí)的誤差電壓。心電圖機(jī) (EKG) 的電極貼在患者的皮膚上, 由于皮膚自然存在著鹽份和濕氣 , 必然產(chǎn)生較大的誤差電壓。
所謂消除歐姆誤差電壓的做法是用兩次測(cè)量法, 第一次用有電流源測(cè)電壓值, 第二次關(guān)掉電流源后再測(cè)電阻上的誤差電壓。第一次電壓值減去第二次電壓值 ( 誤差電壓 ), 然后計(jì)算出被測(cè)電阻值。 還有一種方法也能消除誤差電壓和由于連續(xù)測(cè)量被測(cè)電阻本身發(fā)熱造成的誤差電壓。方法是使電流源大小相等而極性相反地加到被測(cè)電阻上測(cè)兩次電阻值, 不同于前述的開關(guān)電流源測(cè)量法。本方法保證兩次測(cè)量用的電流的大小是恒定的。如果兩次連續(xù)測(cè)量在幾個(gè)毫秒內(nèi)測(cè)完, 環(huán)境溫度和電阻值仍然是恒定的。這種測(cè)法表明在計(jì)算電阻值時(shí)比簡(jiǎn)單的誤差電壓修正法包含的噪聲少 50% 。
最新資訊
