Explicação detalhada da seleção da faixa do multímetro e erro de medição
Haverá certos erros ao medir com um multímetro. Alguns desses erros são os erros absolutos máximos permitidos pelo nível de precisão do próprio instrumento. Alguns são erros humanos causados por ajuste e uso inadequados. Se você compreender corretamente as características dos multímetros e as causas dos erros de medição, e dominar as técnicas e métodos de medição corretos, poderá reduzir os erros de medição.
O erro de leitura humana é um dos motivos que afeta a precisão da medição. É inevitável, mas pode ser minimizado. Portanto, atenção especial deve ser dada aos seguintes pontos durante o uso:
1. Antes da medição, coloque o multímetro horizontalmente e faça o ajuste mecânico de zero;
2. Mantenha os olhos perpendiculares ao ponteiro durante a leitura;
3. Ao medir a resistência, o ajuste de zero deve ser realizado toda vez que você mudar de marcha. Se não chegar a zero, substitua a bateria por uma nova;
4. Ao medir resistência ou alta tensão, não segure a parte metálica do cabo de teste com as mãos para evitar desvios da resistência do corpo humano, aumentando o erro de medição ou causando choque elétrico;
5. Ao medir a resistência em um circuito RC, desligue a fonte de alimentação do circuito e descarregue toda a eletricidade armazenada no capacitor antes de medir novamente. Depois de excluir os erros humanos de leitura, realizamos algumas análises de outros erros.
1. Seleção de faixa de tensão e corrente do multímetro e erro de medição
Os níveis de precisão dos multímetros são geralmente divididos em vários níveis, como {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5, etc. A calibração do nível de exatidão (precisão) da tensão DC, corrente, Tensão CA, corrente e outras engrenagens são representadas pela porcentagem do erro absoluto máximo permitido △X e o valor da escala completa da faixa selecionada. Expresso pela fórmula: A%=(△X/valor da escala completa)×100%... 1
(1) Erro causado pelo uso de multímetros com precisões diferentes para medir a mesma tensão
Por exemplo: existe uma tensão padrão de 10V e ela é medida com dois multímetros no nível de 100V e nível 0,5 e no nível 15V e nível 2,5. Qual medidor tem o menor erro de medição?
Solução: Da Equação 1: Primeira medição do medidor: Erro absoluto máximo permitido
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Teste do segundo medidor: erro máximo absoluto permitido
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Comparando △X1 e △X2, pode-se observar que embora a precisão do primeiro medidor seja maior que a do segundo medidor, o erro causado pela medição usando o primeiro medidor é maior que o erro causado pela medição usando o segundo metro. Portanto, percebe-se que na hora de escolher um multímetro, quanto maior a precisão, melhor. Com um multímetro de alta precisão, você também precisa escolher uma faixa de medição apropriada. Somente selecionando corretamente a faixa de medição a precisão potencial do multímetro pode ser liberada.
(2) Erro causado pela medição da mesma tensão com diferentes faixas de um multímetro
Por exemplo: o multímetro MF-30 tem precisão de nível 2,5. Ele usa engrenagens de 100 V e 25 V para medir uma tensão padrão de 23 V. Qual engrenagem apresenta o menor erro?
Solução: O erro absoluto máximo permitido do bloco de 100V:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
O erro absoluto máximo permitido do bloco de 25 V: △X (25)=±2,5% × 25V=±0,625V. Isso pode ser visto na solução acima:
Use a engrenagem de 100 V para medir a tensão padrão de 23 V. O valor no multímetro está entre 20,5V e 25,5V. Use a engrenagem de 25 V para medir a tensão padrão de 23 V. O valor no multímetro está entre 22,375V e 23,625V. A julgar pelos resultados acima, △X (100) é maior que △X (25), ou seja, o erro da medição do bloco de 100V é muito maior que o erro da medição do bloco de 25V. Portanto, quando um multímetro mede tensões diferentes, os erros produzidos pela medição em faixas diferentes são diferentes. Sob a condição de que o valor do sinal medido seja satisfeito, uma marcha com um alcance pequeno deve ser selecionada tanto quanto possível. Isso melhora a precisão da medição.
(3) O erro causado pela medição de duas tensões diferentes com a mesma faixa de um multímetro
Por exemplo: o multímetro MF-30 tem uma precisão de 2,5. Ele usa a engrenagem de 100V para medir uma tensão padrão de 20V e 80V. Qual engrenagem apresenta o menor erro?
Solução: Erro relativo máximo: △A%=erro absoluto máximo △X/ajuste de tensão padrão medido × 100%, erro absoluto máximo no bloco de 100V △X (100)=±2,5% × 100V { {8}} ±2,5 V.
Para 20V, seu valor de indicação está entre 17,5V-220,5V. O erro relativo máximo é: A(20)%=(±2,5V/20V)×100%=±12,5%.
Para 80V, seu valor de indicação está entre 77,5V-82,5V. Seu erro relativo máximo é:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Comparando os erros relativos máximos das tensões medidas de 20V e 80V, podemos ver que a primeira apresenta um erro muito maior que a segunda. Portanto, ao utilizar a mesma faixa de um multímetro para medir duas tensões diferentes, aquela que estiver mais próxima do valor final da escala terá maior precisão. Portanto, ao medir tensão, a tensão medida deve ser indicada acima de 2/3 da faixa do multímetro. Só assim os erros de medição podem ser reduzidos.
2. Seleção de faixa e erro de medição da barreira elétrica
Cada faixa de resistência elétrica pode medir valores de resistência de 0 a ∞. A escala do ohmímetro é uma escala invertida não linear e irregular. É expresso como uma porcentagem do comprimento do arco da régua. Além disso, a resistência interna de cada faixa é igual ao número central da escala multiplicado pelo comprimento do arco da régua, que é chamada de “resistência central”. Isto é, quando a resistência medida é igual à resistência central da faixa selecionada, a corrente que flui no circuito é metade da corrente total. O ponteiro está no centro da escala. Sua precisão é expressa pela seguinte fórmula:
R%=(△R/resistência central)×100%……2
(1) Ao usar um multímetro para medir a mesma resistência, o erro causado pela escolha de faixas diferentes
Por exemplo: multímetro MF{{0}}, a resistência central do bloco Rxl0 é 250Ω; a resistência central do bloco R×l00 é 2,5kΩ. O nível de precisão é o nível 2,5. Use-o para medir uma resistência padrão de 500Ω e pergunte se você usa o bloco R×10 ou o bloco R×100 para medir, qual deles tem o maior erro? Solução: Da Equação 2:
O erro absoluto máximo permitido do bloco R×l0 é △R(10)=resistência central×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ah. Use-o para medir a resistência padrão de 500Ω, e o valor de indicação da resistência padrão de 500Ω está entre 493,75Ω e 506,25Ω. O erro relativo máximo é: ±6,25÷500Ω×100%=±1,25%.
O erro absoluto máximo permitido do bloco R×l00 é △R (100)=resistência central × R% 2,5kΩ × (±2,5)%=±62,5Ω. Use-o para medir a resistência padrão de 500Ω, e o valor de indicação da resistência padrão de 500Ω está entre 437,5Ω e 562,5Ω. O erro relativo máximo é: ±62,5÷500Ω×100%=±10,5%.
A comparação dos resultados dos cálculos mostra que os erros de medição variam muito quando diferentes faixas de resistência são selecionadas. Portanto, ao selecionar a faixa de marcha, tente manter o valor da resistência medida no centro do comprimento do arco da escala de faixa. A precisão da medição será maior.
