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万用表各挡量程选择及测量误差分析 万用表是如何工作的

时间:2020-08-05    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
用万用表进行测量时会带来一定的误差。这些误差有些是仪表本身的准确度等级所允许的最大绝对误差。有些是调整、使用不当带来的人为误差。正确了解万用表的特点以及测量误差产生的原因,掌握正确的测量技术和方法,就可以减小测量误差。 

人为读数误差是影响测量精度的原因之一。它是不可避免的,但可以尽量减小。因此,使用中要特别注意以下几点:1测量前要把万用表水平放置,进行机械调零;2读数时眼睛要与指针保持垂直;3测电阻时,每换一次挡都要进行调零。调不到零时要更换新电池;4测量电阻或高压时,不能用手捏住表笔的金属部位,以免人体电阻分流,增大测量误差或触电;5在测量RC电路中的电阻时,要切断电路中的电源,并把电容器储存的电泄放完,然后再进行测量。在排除了人为读数误差以后,我们对其他误差进行一些分析。 

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)采用准确度不同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)用一块万用表的不同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,一块万用表测量不同电压时,用不同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。这样可以提高测量的精确度。 

(3)用一块万用表的同一个量程测量不同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同电压的时候,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。指针指示在刻度的中央。其准确度用下式表示: 
R%=(△R/中心电阻)×100%……2 

(1)用一块万用表测量同一个电阻时,选用不同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%。 

由计算结果对比表明,选择不同的电阻量程,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。
指针式万用表测量电流电压时的注意事项

    万用表又称三用表或复用表。万用表是-种可以测量多种项目的便携式仪表,在电子技术中主要用来测星电压、电流与电阻。在电子元器件选用中,它可用来粗略检测元器件的好坏或性能优劣,属于必备的测量仪表之一, 每-位电子技术工作者都应当非常熟练地使用它。万用表有指针式与数字式两种,下面首先介绍指针式万用表。

    指针式万用表测量电流电压时应注意哪些?

 

 

    测量电流、电压时应注意以下七点:

    a.测量电流时,万用表串人电路,红色表棒接被测对象正极,黑色表棒接被测对象负极.

    b.测量电压时,万用表并人电路,红色表棒接被测对象高电位,黑色表棒接至低电位.

    c.测试中需转换量程时,应将表棒离开测试点,以免转换开关因接触点打火而被烧毁.

    d.若不知被测对象的大小,应先将万用表放置在大测量量程,视指针偏转情况再逐步减小测量量程.

    e.在测试高电压时,宜单手操作.先将黑色表棒置零电位处,再用同一只手将红色表棒去接触被测端.

    f.若被测量波形为方波、矩齿波、三角波等时,测量结果偏差较大.

    g.测量完毕,应将万用表的转换开关放至交流电压高挡.

    指针表和数字表的选用:

    1、指针表读取精度较差,但指针摆动的过程比较直观,其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小(比如测电视机数据总线(SDL)在传送数据时的轻微抖动);数字表读数直观,但数字变化的过程看起来很杂乱,不太容易观看。

    2、指针表内一般有两块电池,一块低电压的1.5V,一块是高电压的9V或15V,其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档,指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多,用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声,用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管LED)。

    3、在电压档,指针表内阻相对数字表来说比较小,测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准,因为其内阻会对被测电路造成影响(比如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多)。数字表电压档的内阻很大,至少在兆欧级,对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。

    总之,在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表,比如电视机、音响功放。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表,比如BP机、手机等。不是绝对的,可根据情况选用指针表和数字表。

标签: 指针式万用表
指针式万用表 指针式万用表测量电流电压时的注意事项_指针式万用表



    数字万用表(DMM)是利用模/数转换原理,将被测量转化为数字量,并将测量结果以数字形式显示出来的一种测量仪表。与指针式万用表相比,具有精度高、速度快、输入阻抗大、数字显示、读数准确、抗干扰能力强,测量自动化程度高等优点而被广泛应用。但若使用不当,则易造成故障。

    数字万用表故障排除一般应从电源入手。例如,接通电源后,若液晶元显示,应首先检查9V层叠电池的电压是否过低;电池引线是否断开。寻找故障应遵循“先里后外,先易后难”的顺序。数字万用表故障排除大致可以按如下方法进行。

    一、外观检查。

    可以用手触摸电池、电阻、晶体管、集成块的温升是否过高。如新装入的电池发热,说明电路可能短路。此外,还应观察电路是否断线、脱焊、机械损伤等。

    二、检测各级工作电压。

    检测各点工作电压,并与正常值比较,首先应保证基准电压的准确度,可以是使用一块相同型号或相近似的数字万用表进行测量、比较。

    三、波形分析。

    用电子示波器观察电路各关键点的电压波形、幅度、周期(频率)等。例如,如测时钟振荡器是否起振,振荡频率是否是40kHz。若振荡器无输出,说明TSC7106内部反相器损坏,也可能是外部元件开路。观测TSC7106第{21}脚的波形应为50Hz方波,否则,可能是内部200分频器的损坏。

    四、测量元件参数。

    对故障范围内的元件,进行在线测量或离线测量,应分析参数值。对于电阻在线测量时,应考虑与其并联的元件的影响。

    五、隐性故障排除。

    隐性故障是指故障时隐时现,仪表时好时坏的故障。此类故障比较复杂,常见的原因包括焊点虚焊,松脱、接插件松动,转接开关接触不良,元件性能不稳,引线将断不断等。此外,还包括一些外界因素所造成的。如环境温度过高,湿度过大或附近有间歇性的强干扰信号等等。







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