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数字万用表测量直流电压

2014-12-29 09:50| 来源:电工学习网| 查看: 4527| 评论: 0

摘要:   熟悉数字万用表的主要性能指标含义是正确使用数字万用表的前提,而表征数字万用表的主要性能指标有:测量范围、分辨率、输入阻抗、抗干扰能力、测量速度及准确度等。  (1)测量范围  数字万用表一般用量程 ...
  熟悉数字万用表的主要性能指标含义是正确使用数字万用表的前提,而表征数字万用表的主要性能指标有:测量范围、分辨率、输入阻抗、抗干扰能力、测量速度及准确度等。
  (1)测量范围
  数字万用表一般用量程显示位数以及超量程能力来反映它的测量范围。
  1)量程
  数字万用表的量程是以基本量程(即未经衰减和放大的量程)为基础,利用步进衰减器和放大器向两端扩展来实现的。
  2)显示位数
  数字万用表的显示位数通常为31/2~81/2位。它的意思是指能显示0~9所有数字的位是整数位,分数位的数值是以最大显示值中最高位的数字为分子,而用满量程时最高位的数字作为分母。如31/2数字万用表的最大显示值为±1999,量程计数值为2000(0~1999),这表明在其最大显示值中最高位的数字为1(作分子),满量程时最高位数字为2(作分母),因此最高位是半位,记作1/2位,它只能显示0或1。其余三位均是整数位。
  3)超量程能力
  数字万用表是否具有超量程能力,与基本量程有关。带有1/2位数字万用表,如按2V、20V、200V、分档,没有超量程能力。但按1V、10V、100V分档的,才具有超量程能力。如最大显示1999V的数字万用表,在10V量程上,允许有100%的超量程。
  (2)分辨率
  数字万用表最低电压量程上末位1个字所对应的电压值,称为分辨率。显然在不同量程上具有不同的分辨率。在最小量程上具有最高分辨率。如某数字万用表最小量程0.2V,最大显示正常数为2000,末位一个字为100μV,即该数字万用表的分辨率为100μV。
  (3)输入阻抗
   由于输入有衰减器,所以输入阻抗不是固定值。小电压档测量时,Ri可达500MΩ;大电压档测量时,Ri只有10MΩ。
  (4)测量速度
   测量速度是在单位时间内以规定的准确度完成的最大测量次数,其单位是“次/S”。31/2、41/2位数字万用表的测量速度大约为2~5次/S。
  (5)抗干扰能力
  数字万用表普遍采用积分式(包括双积分、多重积分式)A/D转换器,能有效地抑制串模干扰。此外,对于共模干扰的抑制能力也很强,中、低档数字万用表的共模抑制比(CMRR)可达86~120dB,高档数字万用表则为100~160dB。
  (6)准确度(测量误差)
  数字万用表的测量误差通常用准确度来表示,准确度愈高,测量误差愈小。在测量电压时准确度通常有以下两种表示方法:
  
  Ux——被测电压读数
  Um——该量程的满度值
  α%Ux——读数误差
  β%Um——表示满度误差,也可以用±n个字表示,即在该量程上末位跳n个单位电压值恰好等于β%Um。
  【例】DT980型4 1/2位数字万用表直流2V档的准确度为±0.05%Ux±0.015%Um。求满度误差相当几个字?
  解:
  由已知条件可知,满度误差为:0.015%Um=0.015%×2V=0.0003V。
  所以0.0003V中的3为4 1/2位数字万用表的末位,即有3个字的满度误差。
  【例】用DT930F 41/2位数字万用表的2V量程档分别测量2V和0.1V电压,已知该仪表的准确度为±0.05%Ux±3个字,求由于仪表的固有误差引起测量误差的大小。
  解:
  1)测量2V电压时的绝对误差
  因为该表是41/2位,用2V量程档时,±3个字相当于±0.0003V,所以绝对误差

  示值相对误差为
  2)测量0.1V电压时的绝对误差

  示值相对误差为

  可见,当被测电压与满量程值相差太大时,误差是很大的。为此,当测量小电压时,应当用较小的量程。这一点和使用模拟万用表的要求是一样的。

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