Какими слагаемыми определяется допускаемая основная погрешность измерения мультиметра

Лабы / laba1 (1)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Направление подготовки Электроэнергетика и электротехника

ИЗУЧЕНИЕ ЦИФРОВЫХ МУЛЬТИМЕТРОВ

Отчет по лабораторной работе № 1

По дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Ученая степень, звание

Цель работы: изучение принципа действия и основных органов управления цифрового мультиметра.

Задачи лабораторной работы:

Изучение основных функций мультиметра

Изучение методик измерения мультиметром физических величин

Проведение экспериментов по измерению сопротивления, постоянного тока и напряжения, а также обработка их результатов.

Цифровые мультиметры предназначены для выполнения следующих функций:

измерения постоянного и переменного напряжения;

измерения постоянного и переменного тока;

измерения электрической емкости конденсаторов;

выполнения диодного и транзисторного теста;

Рис. 1. Схема лицевой панели цифрового мультиметра Mastech MY64:

1 – кнопка включения питания; 2 – гнездо для измерения подключения электрических конденсаторов; 3 – гнездо для измерения температуры; 4 – ЖК дисплей; 5 –гнездо подключения транзисторов; 6 – переключатель функций; 7 – гнездо для подключения щупа при измерении силы тока до 10 А; 8 – гнездо для подключения щупа при измерении силы тока до 200 мА; 9 – гнездо СОМ;

10-гнездо для подключениящупа при измерении напряжения, частоты, сопротивления

1) К каким гнездам необходимо подключить щупы мультиметра для

измерения напряжения, силы тока?

Для измерения напряжения необходимо подключить щуп черного цвета к гнезду 9 (рис. 1), щуп красного цвета – к гнезду 10 мультиметра. С помощью поворотного переключателя 6 выбрать нужный предел измерения постоянного или переменного напряжения и подключить щупы к контактам источника напряжения. При измерении постоянного напряжения на дисплее отразится полярность сигнала.

Для измерения силы тока нужно подключить щуп черного цвета к гнезду 9 (рис. 1), щуп красного цвета – к гнезду 7 (для измерения силы тока в диапазоне 200 мА – 10 А) или к гнезду 8 (для измерения силы тока до 200 мА). с помощью поворотного переключателя 6 выбрать нужный предел измерения и с помощью щупов подключить мультиметр последовательно к исследуемой нагрузке. При измерении постоянного напряжения на дисплее отразится полярность сигнала.

2) Какова погрешность измерения мультиметром температуры t=20

Погрешность измерения мультиметром температуры t=20 °C составляет ±1 % ± 3 D.

3) На какую отметку необходимо установить переключатель режима работы для измерения величины силы тока18 мА, 2 А?

При измерении тока 18мА необходимо щуп черного цвета вставить в гнездо 9, красного в 8.Установить переключатель в положение соответствующее характеру тока на предел до 20мА. При измерении тока 2А нужно щуп красно цвета из гнезда 8 подключить к 7. Установить переключатель в зависимости от характера тока на предел 10 А.

4) Какими слагаемыми определяется допускаемая основная погрешность измерения мультиметра?

Дисперсия и коэффициент вариации.

5) Что характеризуют определяемые в работе статистические оценки экспериментальных данных?

Математическое ожидание — среднее вероятностное значение случайной величины

Дисперсия случайной величины — мера разброса данной случайной величины, то есть её отклонения от математического ожидания.

Среднеквадратическое отклонение — рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания

Коэффициент асимметрии — величина, характеризующая асимметрию распределения данной случайной величины.

Коэффициент эксцесса — мера остроты пика распределения случайной величины.

Коэффициент вариации случайной величины — мера относительного разброса случайной величины; показывает, какую долю среднего значения этой величины составляет её средний разброс.

Источник

Допуски в мультиметрах

Аналоговые мультиметры

В аналоговых мультиметрах погрешность измерения указывается в процентах. Это значение (напр., ± 1,5%) относится к полному отклонению стрелки в соответствующем диапазоне измерения.

Пример
Предположим, измерительный прибор находится в диапазоне 15 В, то есть погрешность ± 1,5% от 15 В составит ± 0,225 В — независимо от фактически измеренного напряжения.

Какова относительная погрешность в% в диапазоне 15 В при измеренном напряжении в 12 В?
Результат: относительная погрешность составляет 1,88%.

Какова относительная погрешность в% в диапазоне 15 В при измеренном напряжении в 1 В?
Результат: относительная погрешность составляет 22,5%.

Поэтому при использовании аналоговых мультиметров диапазон измерения необходимо выбирать таким образом, чтобы измеряемое значение находилось в последней трети шкалы.

Цифровые мультиметры

Для цифровых мультиметров существуют два указания допуска, Типичный пример — 0,25% + 1 разрядная цифра. В данном случае указанные в процентах (± 0,25%) относится не к конечному диапазону, а к фактически индицируемому значению. К погрешности в процентах добавляется еще так называемая погрешность разряда. Она обозначает дополнительное отклонение в разрядах, повышающее или понижающее последний разряд высвечиваемого значения.

Пример
При выбранном диапазоне 20 В и индицируемом значении 12 В допустимое отклонение в нашем примере должно составлять +-30 мВ (0,25% от 12 В). В 3 1/2 — разрядном мультиметре это означает показание между 11,97 В и 12,03 В. При учете погрешности разряда — в нашем примере ± 1 разряд — получается возможное показание между 11,96 В и 12,04 В. В этом случае общая погрешность в процентах для этого значения будет составлять ± 0,33%. Если в этом же диапазоне значение измерения составит 1 В, погрешностью в 0,25% можно пренебречь, поскольку она составит всего ± 2,5 мВ и на дисплее не появится. Погрешность разряда, напротив, в данном случае более серьезная, поскольку возможно показание между 1,01 В и 0,99 В. Это соответствует отклонению 1 %.

В цифровых мультиметрах диапазон индикации также должен выбираться таким образом, чтобы измеренное значение находилось по возможности в последней части диапазона измерения.

Источник

Базовая погрешность цифрового мультиметра

Автор: Tune , 26 Октября 2016 в Измерения

2 сообщения в этой теме

Рекомендуемые сообщения

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Недавно просматривали 0 пользователей

Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.

Популярные темы

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Автор: i1D
Создана 23 часа назад

Автор: anidra
Создана 15 часов назад

Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019

Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017

Источник

Почему важно учитывать погрешность и прецизионность цифрового мультиметра

Важно, чтобы показания измерений мультиметра всегда были правильными. Еще более важно понимать, что они означают. Погрешность и прецизионность — это характеристики, которые определяют достоверность измерения. Высокая прецизионность обеспечивает лучшую повторяемость результатов, а низкая погрешность приближает показания измерения к истинному значению.

Что такое погрешность цифрового мультиметра?

Погрешность — это максимально допустимая ошибка, которая может возникнуть при определенных условиях эксплуатации. Она выражается в процентах и обозначает, насколько отображаемое измерение отклоняется от истинного (действительного) значения измеряемого сигнала. Погрешность не должна превышать допустимых значений, установленных отраслевыми стандартами.

В зависимости от области применения погрешность показания цифрового мультиметра может иметь огромное значение. Например, в большинстве случаев колебание напряжения в линиях подачи питания может составлять ±5% и более. В качестве примера можно привести колебание напряжения в стандартной силовой розетке 115 В. Если цифровой мультиметр используется только для проверки наличия напряжения в розетке, подойдет прибор с погрешностью измерения ±3%.

В некоторых случаях, например для калибровки автомобильного, медицинского авиационного или специализированного промышленного оборудования погрешность должна быть меньше. Истинное значение, измеренное цифровым мультиметром с показанием 100,0 В с погрешностью ±2%, может находиться в диапазоне от 98,0 В до 102,0 В. В некоторых ситуациях это может быть допустимо, но для более чувствительного электронного оборудования такая погрешность неприемлема.

Наряду с базовой величиной погрешности может указываться и ее десятичное значение в виде количества цифр (отсчетов). Например, погрешность ±(2%+2) означает, что показание мультиметра 100,0 В может соответствовать фактическому напряжению в диапазоне от 97,8 В до 102,2 В. Использование цифрового мультиметра с более низкой погрешностью расширяет область его применения.

Базовая погрешность для цепей постоянного тока у портативных цифровых мультиметров Fluke составляет от 0,5% до 0,025%.

Какая прецизионность у цифрового мультиметра?

Прецизионность — это способность цифрового мультиметра регулярно воспроизводить близкие друг к другу показания.

Для наглядности в качестве примера часто приводят расположение пулевых отверстий на мишени для стрельбы. Предполагается, что винтовка нацелена на «яблочко» мишени и стрельба каждый раз осуществляется из одного положения.

Если отверстия располагаются кучно, но за пределами «яблочка», можно считать, что стрельба винтовки (или, точнее, стрелка) характеризуется высокой прецизионностью, но и высокой погрешностью.

Если отверстия располагаются кучно и в пределах «яблочка», значит, винтовка стреляет с высокой прецизионностью и низкой погрешностью. Если отверстия распределены случайным образом по всей мишени, значит, винтовка обладает высокой погрешностью и низкой прецизионностью (и повторяемостью).

В некоторых случаях величина прецизионности (повторяемости) важнее погрешности. Если измерения повторяемые, можно определить характер ошибки и компенсировать ее.

Что означает разрешение измерения?

Разрешение — это наименьшее изменение значения, которое может обнаружить и отобразить прибор.

В качестве примера, не связанного с электричеством, возьмем две линейки. Линейка с ценой деления 1 мм обладает большим разрешением, чем линейка с ценой деления 5 мм.

Представьте, что измеряется напряжение обычной 1,5-вольтовой батарейки. Если разрешение цифрового мультиметра составляет 1 мВ в диапазоне 3 В, при измерении напряжения можно увидеть изменение на 1 мВ. В диапазоне 3 В можно увидеть изменение измеряемой величины на одну тысячную или 0,001 вольта.

В характеристиках измерительного прибора разрешение может называться «максимальным разрешением», под которым понимается минимальное различимое изменение вблизи нижнего предела диапазона измерения.

Например, максимальное разрешение, равное 100 мВ (0,1 В), означает, что в случае, когда настройка диапазона мультиметра установлена на измерение максимально возможного напряжения, его значение будет отображаться с точностью до одной десятой вольта.

Разрешение можно увеличить: для этого на цифровом мультиметре необходимо выбрать меньший диапазон, при условии, что измеренное значение по-прежнему находится в его пределах.

Что такое диапазон измерений мультиметра?

Диапазон измерений и разрешение цифрового мультиметра взаимосвязаны и иногда совместно указываются в характеристиках цифрового мультиметра.

Многие мультиметры оснащены функцией автоматического выбора диапазона, которая сама подбирает диапазон, соответствующий измеряемой величине. Такая функция позволяет получить корректное показание с наиболее подходящим для измерения разрешением.

Если измеряемое значение выше верхней границы заданного диапазона, мультиметр отобразит значок «OL» (перегрузка). Показание будет наиболее точным, когда мультиметр настроен на минимально возможный диапазон без возникновения перегрузки.

Диапазон и разрешение
Диапазон	Разрешение
300,0 мВ	0,1 мВ (0,0001 В)
3,000 В	1 мВ (0,001 В)
30,00 В	10 мВ (0,01 В)
300,0 В	100 мВ (0,1 В)
1000 В	1000 мВ (1 В)

В чем разница между отсчетами и разрядностью?

Отсчеты и разрядность — это термины, которые используются для описания разрешения цифрового мультиметра. Сегодня чаще всего цифровые мультиметры классифицируют по общему числу отсчетов, а не по разрядности.

Отсчеты: разрешение цифрового мультиметра также обозначается в отсчетах. Чем больше отсчетов, тем выше разрешение для определенных измерений. Например, мультиметр с 1999 отчетами не может измерять напряжение до одной десятой вольта, если измеряется 200 В и более. Компания Fluke производит цифровые мультиметры с разрядностью 3½ и числом отсчетов до 6000 (то есть максимальное число отсчетов на дисплее измерительного прибора составляет 5999), а также измерительные приборы с разрядностью 4½, с числом отсчетов 20000 или 50000.

Разрядность: в линейку продукции Fluke входят цифровые мультиметры с разрядностью 3½ и 4½. Например, цифровой мультиметр с разрядностью 3½ может отображать три полных разряда и один неполный разряд. Три полных разряда отображаются в виде чисел от 0 до 9. Неполный разряд, который считается наиболее значимым, отображается в виде 1 или остается пустым. Мультиметр с разрядностью 4½ может отображать четыре полных разряда и один неполный разряд, то есть разрешение такого прибора выше, чем у мультиметра с разрядностью 3½.

Источник