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為何數(shù)字萬用表的準確度和精度至關重要?

使用能提供正確測量值的萬用表 非常重要。了解這些測量值的含義更為重要。準確度和精度確保測量結果有用;精度越高,越容易實現(xiàn)可重復性;準確度越高,讀數(shù)就越接近完美。

Fluke 117 Digital Multimeter Electrician's Multimeter with Non-Contact Voltage

準確度指在特定工作條件下的最大允許誤差,表示為百分比,指顯示的測量值與被測信號真值(標準值)的接近程度。準確度要求與公認的行業(yè)標準進行比較。

根據(jù)具體應用的不同,特定數(shù)字萬用表的準確度的重要性也不完全相同。例如,大多數(shù)交流電網(wǎng)電壓的變化為±5%或更大。在標準交流115 V電源插座處測量電壓就是這種變化的一個示例。如果某只數(shù)字萬用表僅用來檢查插座是否有電,測量準確度為±3%的數(shù)字萬用表就比較合適。

有些應用,例如汽車、醫(yī)救航空或專用工業(yè)設備的校準,可能就需要較高的準確度。如果數(shù)字萬用表的準確度為±2%,那么其讀數(shù)100.0 V的可能范圍為98.0 V至102.0 V。這對有些應用是沒問題的,但對于較為敏感的電子設備是不可接受的。

準確度還可能是在基本準確度指標上增加一個數(shù)字(字)。例如,±(2%+2)準確度表示如果萬用表的讀數(shù)為100.0 V,其范圍可能為97.8 V至102.2 V。較高準確度的數(shù)字萬用表可支持更多應用。

福祿克手持萬用表的基本直流準確度為0.5%至0.025%。

精度是指數(shù)字萬用表重復提供相同測量值的能力。

用來解釋精度的一個常見例子是射擊靶上的孔洞排列。本示例假設步槍瞄準目標靶心,每次從同一位置射擊。

如果彈孔密集但在靶心之外,步槍(或射手)可以被認為是精確的,但不準確。

如果彈孔緊密地排列在靶心內,則步槍既準確又精確。如果彈孔隨意分布在靶子上,則既不準確也不精確(也不可重復)。

在某些情況下,精度或可重復性比準確度更重要。如果測量是可重復的,則可以確定誤差模式并進行補償。

分辨率是工具能夠檢測并顯示的最小增量。

下面以兩個直尺為例,解釋非電氣測量工具的情況。對于一個標有1/16英寸刻度的直尺和另一個標有1/4英寸刻度的直尺,前者的分辨率更高。

以測試1.5 V家用電池為例。如果數(shù)字萬用表在3 V量程下的分辨率為1 mV,那么在讀取電壓時就可能觀察到1 mV的變化。3 V量程時,用戶能夠觀察到千分之一伏特的變化,即0.001。

分辨率可能作為最大分辨率列在儀表的技術指標中,這是在儀表的最低量程設置下可能分辨出的最小值。

例如,如果最大分辨率為100 mV (0.1 V),則意味著當萬用表的量程被設定為測量最高可能電壓時,電壓將被顯示到最接近的十分之一伏特。

只要測量值在量程范圍之內,通過降低數(shù)字萬用表的量程設置,可提高分辨率。

Digital multimeter resolution detection and display

數(shù)字萬用表的量程和分辨率是相關的,有時會在數(shù)字萬用表的技術指標中加以說明。

許多萬用表提供自動量程功能,根據(jù)測量幅值自動選擇相應的量程。這樣就能夠提供準確的讀數(shù)和最佳測量分辨率。

如果測量值高于設定量程,萬用表將顯示OL (過載)。在保證萬用表不過載的情況下選擇最低可能的量程,可獲得準確的測量值。

量程和分辨率
量程分辨率
300.0 mV0.1 mV (0.0001 V)
3.000 V1 mV (0.001 V)
30.00 V10 mV (0.01 V)
300.0 V100 mV (0.1 V)
1000 V1000 mV (1 V)
Digital multimeter counts and digits displayed

字數(shù)和位數(shù)是用來說明數(shù)字萬用表分辨率的術語。如今,按總字數(shù)對數(shù)字萬用表進行分類比按位數(shù)對其進行分類更為常見。

字數(shù):數(shù)字萬用表的分辨率也由字數(shù)表示。字數(shù)更高,某些測量的分辨率更優(yōu)。例如,測量200 V或更高電壓時,一臺1,999個字的萬用表不能進行低至十分之一伏特的測量;福祿克提供三位半(3?)數(shù)字萬用表,其字數(shù)最高可達6000(意味著儀表顯示屏可顯示的最大值為5999),以及四位半(4?)萬用表,其字數(shù)為20000或50000。

位數(shù):福祿克產品線包括三位半(3?)和四位半(4?)數(shù)字萬用表。例如,3位半數(shù)字萬用表可顯示三個全位數(shù)和一個半位數(shù)。三個全位數(shù)顯示0-9十個數(shù)字。被認為是最高有效位的半位數(shù)顯示為1或保持為空。4位半數(shù)字萬用表可以顯示四個全位數(shù)和一個半位數(shù),這意味著其分辨率比3位半數(shù)字的萬用表高。