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選型方法在數(shù)字萬用表的應(yīng)用
2012-07-26
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),但是一個數(shù)字萬用表的起始量程是4V,另一個起始量程是1V。如用它們都測量1OV。一個用1V×1O=1OV來測,另一個則需用4VX1O=40V來測。前者正好是用滿量程測10V,后者則用40V量測10V,1OV只是4OV滿度值25%。由于兩個數(shù)字多用表之間存在4個因數(shù),它們的滿度分辨率就不一樣了。但是在做10V測量時用的是它們的實(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1OV時的噪聲大4倍。對低價數(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,測量儀器的準(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)了使用者對測量準(zhǔn)確度的信心。
測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電阻,測出其兩端之間的電壓降就可算出電阻值。如果出現(xiàn)在被測電阻上的開路電壓太高,就有問題了。Signamertrics公司CEOTee.Sheffer先生說過：“我在展覽會上見到過某些數(shù)字萬用表,在表演時加在被測電阻上的電壓大于10V,這個電壓成為一種源,能激起振蕩,造成很大的測量誤差。”有消息稱,加在被測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。在測量電阻時并非所有電流都流過被測電阻,總有一小部分被旁路過去,這樣會造成測量誤差。某些型號的數(shù)字多用表能消除掉這個誤差電壓,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。例如在測量電路中,不同金屬相接在不同溫度下會產(chǎn)生微伏級的誤差電壓。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量法,第一次用有電流源測電壓值,第二次關(guān)掉電流源后再測電阻上的誤差電壓。第一次電壓值減去第二次電壓值(誤差電壓),然后計算出被測電阻值。還有一種方法也能消除誤差電壓和由于連續(xù)測量被測電阻本身發(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電阻上測兩次電阻值,不同于前述的開關(guān)電流源測量法。本方法保證兩次測量用的電流的大小是恒定的。如果兩次連續(xù)測量在幾個毫秒內(nèi)測完,環(huán)境溫度和電阻值仍然是恒定的。這種測法表明在計算電阻值時比簡單的誤差電壓修正法包含的噪聲少50%。
測量電阻還有比兩線法更準(zhǔn)的方法,即4線法和6線法。兩線法是把連續(xù)被測電阻導(dǎo)線也接到數(shù)字多用表上,連接線的電阻也算在被測電阻值里,無法將它們分開。4線法或稱kelvin法測電阻,用一對導(dǎo)線接電流源,另一對線(感知線)把被測電阻上電壓降引人數(shù)字多用表進(jìn)行測量。由于流過感知線的電流很小,所以測量的電阻值更接近真實(shí)值。特別是測量低值電阻時,連接導(dǎo)線的電阻值可與被測電阻值屬同一量級,誤差很大。
若用4線法測低值電阻可排除引線電阻,使測量準(zhǔn)確性更好。在測大值電阻時,無論怎樣都會有旁路電流存在,對被測電阻采用保護(hù)措施可以解決旁路電流造成的誤差。然而通常是用兩線測量大值電阻時才采用保護(hù)措施。.用數(shù)字多用表也能做6線測量電阻,4線法再加兩條保護(hù)線。6線法通常用來測量接在電阻網(wǎng)絡(luò)中的某一個電阻。網(wǎng)絡(luò)中的其它與被測電阻相接的電阻都接到保護(hù)端上。這樣便把被測電阻從中有效地隔離出來。被測電阻每端的端電壓和保護(hù)端上的電壓三者是由互相分開的電源產(chǎn)生的,這樣也可把感知線電阻造成的誤差排除了。就典型而論,高分辨率儀器具備6線測量功能。4線法通用于4位—5位的數(shù)字萬用表。這些測量方法都以腳注方式說明。如果沒有腳注說明只能采用兩線法測電阻。
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