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        萬用表參數釋疑

        返回列表 來源:華芯霍爾元件 瀏覽:0 發布日期:2023-02-20 12:41:45【

        位數和字數

        位數,英文 digits, 是指數字萬用表可以顯示多少位數,字數,英文 counts, 是指數字萬用表最多可以顯示多少個數。

        counts 這個參數,在購買萬用表時可以看到 最大顯示 這個參數,就是指字數。

        位數和字數是用于描述數字萬用表分辨率的術語。如今,按字數而不是位數對數字萬用表進行分類更為普遍。

        一塊 3½ 位數字萬用表可以顯示三個完整數字和一個半位。三個完整數字顯示 0 到 9 之間的數字,半位是指最大位可以顯示0或者1。4½ 位數字萬用表可以顯示四位半數字,這意味著它比 3½ 位數字萬用表具有更高的分辨率。

        下表列出了常見的萬用表位數:

        一塊三位半 2000 字的表可以顯示 ±1999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位數只能到1, 也就是只能顯示0或1。

        一塊三位半 4000 字的表可以顯示 ±3999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位只能到3,也就是只能顯示0、1、2 三個數。

        一塊三位半 6000 字的表可以顯示 ±5999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位只能到3,也就是只能顯示0、1、2 、3、4、5六個數。

        一塊四位半 20000 字的表可以顯示 ±19999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位數只能到1, 也就是只能顯示0或1。

        分辨率

        位數或者字數這兩個參數決定了萬用表的另一個參數分辨率。

        分辨率是工具可以檢測和顯示的最小增量。

        想象一下對 1.5 V 家用電池的簡單測試。如果數字萬用表在 2 V 量程上的分辨率為 1 mV,則可以在讀取電壓時看到 1 mV 的變化。用戶可以看到小至千分之一伏的變化。

        分辨率可能在儀表的規格中列為最大分辨率,這是在儀表的量程設置上可以識別的最小值。

        下圖是9205 這款萬用表的說明書里指出的分辨率:

        從上面的規格書中可以看出量程越小,分辨率越高。因此,可以通過降低量程來提高分辨率, 如下圖所示:

        我們在購買萬用表時,往往,最關注的是萬用表的顯示位數,一般認為位數越高,精度越高,實際上是不對的,位數或者字數跟萬用表的精度沒有任何關系。一塊四位半的表可以是一塊精度很差的表,同樣,一塊福祿克的三位半可能是一款精度很高的表。下面我們看什么是萬用表的精度。

        精度

        精度(Accuracy)是指在測量時允許的最大誤差。它以百分比表示,表示所顯示的測量值與所測信號的實際(標準)值的接近程度。

        值得注意的是萬用表還有一個很重要的參數,Precise, 鑒于 精度 這個術語已經被 Accuracy 占用了,一般,precise 被翻譯為準確度。

        準確度是指數字萬用表對同一測量對象提供相同測量值的能力。

        下面使用步槍打靶的例子來解釋精度和準確度的區別:

        精度(Accuracy)是描述射中靶心的能力,準確度(Precise)用來描述射中靶上同一個地方或者射擊穩定的能力。

        如果彈孔偏離靶心(左數第2幅圖),但高度集中,認為是準確度(Precise)高但精度(Accuracy)低。

        上面四幅圖分別是:高精度高準確度、低精度高準確度、高精度低準確度、低精度低準確度。

        模擬電流表或電壓表的精度通常表示為滿刻度讀數的百分比。比如如果一款指針萬用表的精度為滿刻度(full scale)的 ±2%,那么在 3 伏檔位時如果讀數位 1V, 那么不確定性或者誤差就是 3V * ±2% = ±0.06V。但是,同樣的 1V  的讀數,如果檔位是 30伏,那么誤差就是 30V * ±2% = ±0.6V。

        有時萬用的精度中會出現 1% FS 的字樣,FS 是 full scale 滿刻度的意思,即是說精度是用滿刻度來指定的。

        一般來說,數字萬用表的精度度遠優于模擬指針萬用表。

        對于數字萬用表 (DMM),精度通常指定為讀數的百分比,而不是滿刻度的百分比。因此,如果用精度為 ±1% 的數字表去測量 100V 的標準電壓,則讀數可能為 99.0V 到 101.0V 之間的某個數值。當今時代,大多數制造商將精度指定為讀數的百分之多少加幾個字的形式,即±(%讀數+字數),例如 ±(1%+2 位數字)。 因此,如果精度為 ±(1%+2 位)的儀表測量的電壓為 100.0V,則實際電壓可能為 98.8V 至 101.2V 之間的任何值。

        精度一般指定為:±(%讀數+字數)。

        下面再舉一個例子來理解萬用表的精度。一塊精度比較高的萬用表精度可能為:±(0.1%+2)。如果你用這塊表來測量1V 的基準電壓,假如檔位為2V檔,分辨率為1mV(此時一個字就是1mV), 由1%精度,可知你會有 ±1mV 的不確定度,那么電壓范圍將是 0.999V~1.001V, 再疊加上2個字的誤差,最終測量結果在 0.997V~1.003V 之間。

        公式

        如果你知道了讀數,想計算出真實值的范圍,可以用下面公式計算出:

        真實值= 儀表讀數 ±(讀數誤差×讀數+量程誤差×該量程下的分辨率)

        上述公式中量程誤差由精度中的字數指定,例如,精度為±(0.1%+2),量程誤差為2。

        校準

        萬用表的精度不是一成不變的。一般廠家對精度的保證期為一年,一年以后你可能需要將萬用表送到專業機構進行校準,這里的校準并不會真的打開萬用表通過旋轉可調電位器來校準萬用表,而是會出具一份報告,該報告列出了你的萬用表測量值和標準值之間的差距。

        術語

        位數:Digits

        字數:Counts

        精度:  Accuracy

        準確度:Precise

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