Explication détaillée de la sélection de la plage du multimètre et de l'erreur de mesure
Il y aura certaines erreurs lors de la mesure avec un multimètre. Certaines de ces erreurs représentent les erreurs absolues maximales autorisées par le niveau de précision de l’instrument lui-même. Certaines sont des erreurs humaines causées par un réglage et une utilisation inappropriés. Si vous comprenez correctement les caractéristiques des multimètres et les causes des erreurs de mesure, et maîtrisez les techniques et méthodes de mesure correctes, vous pouvez réduire les erreurs de mesure.
L’erreur de lecture humaine est l’une des raisons qui affectent la précision des mesures. C'est inévitable mais peut être minimisé. Par conséquent, une attention particulière doit être portée aux points suivants lors de l’utilisation :
1. Avant la mesure, placez le multimètre horizontalement et effectuez un réglage mécanique du zéro ;
2. Gardez vos yeux perpendiculaires au pointeur lors de la lecture ;
3. Lors de la mesure de la résistance, un réglage du zéro doit être effectué à chaque changement de vitesse. S'il ne peut pas atteindre zéro, remplacez la batterie par une neuve ;
4. Lors de la mesure de la résistance ou de la haute tension, ne tenez pas la partie métallique du fil de test avec vos mains pour éviter de shunter la résistance du corps humain, d'augmenter l'erreur de mesure ou de provoquer un choc électrique ;
5. Lors de la mesure de la résistance dans un circuit RC, coupez l'alimentation électrique du circuit et déchargez toute l'électricité stockée dans le condensateur avant de mesurer à nouveau. Après avoir exclu les erreurs de lecture humaine, nous effectuons une analyse sur d’autres erreurs.
1. Sélection de la plage de tension et de courant du multimètre et erreur de mesure
Les niveaux de précision des multimètres sont généralement divisés en plusieurs niveaux tels que {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5, etc. L'étalonnage du niveau d'exactitude (précision) de la tension continue, du courant, La tension alternative, le courant et les autres engrenages sont représentés par le pourcentage de l'erreur absolue maximale admissible △X et la valeur à pleine échelle de la plage sélectionnée. Exprimé par la formule : A%=(△X/valeur pleine échelle)×100%... 1
(1) Erreur causée par l'utilisation de multimètres avec des précisions différentes pour mesurer la même tension
Par exemple : il existe une tension standard de 10 V, et elle est mesurée avec deux multimètres au niveau 100 V et au niveau 0,5 et au niveau 15 V et au niveau 2,5. Quel compteur a la plus petite erreur de mesure ?
Solution : À partir de l'équation 1 : Première mesure du compteur : erreur absolue maximale admissible
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Test du deuxième compteur : erreur absolue maximale admissible
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
En comparant △X1 et △X2, on peut voir que bien que la précision du premier mètre soit supérieure à celle du deuxième compteur, l'erreur causée par la mesure utilisant le premier mètre est plus grande que l'erreur causée par la mesure utilisant le second. mètre. Par conséquent, on peut voir que lors du choix d’un multimètre, plus la précision est élevée, mieux c’est. Avec un multimètre de haute précision, vous devez également choisir une plage de mesure appropriée. Ce n'est qu'en sélectionnant correctement la plage de mesure que la précision potentielle du multimètre peut être libérée.
(2) Erreur causée par la mesure de la même tension avec différentes plages d'un multimètre
Par exemple : le multimètre MF-30 a une précision de niveau 2,5. Il utilise les engrenages 100 V et 25 V pour mesurer une tension standard de 23 V. Quel équipement a la plus petite erreur ?
Solution : L'erreur absolue maximale admissible du bloc de 100 V :
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
L'erreur absolue maximale admissible du bloc 25 V : △X (25)=±2,5 % × 25 V=±0.625V. Cela ressort de la solution ci-dessus :
Utilisez l'équipement 100 V pour mesurer la tension standard 23 V. La valeur sur le multimètre est comprise entre 20,5V et 25,5V. Utilisez l'engrenage 25 V pour mesurer la tension standard 23 V. La valeur sur le multimètre est comprise entre 22,375V et 23,625V. À en juger par les résultats ci-dessus, △X (100) est supérieur à △X (25), c'est-à-dire que l'erreur de mesure du bloc 100 V est beaucoup plus grande que l'erreur de mesure du bloc 25 V. Par conséquent, lorsqu’un multimètre mesure différentes tensions, les erreurs produites en mesurant avec différentes plages sont différentes. À condition que la valeur du signal mesurée soit satisfaite, un rapport avec une petite plage doit être sélectionné autant que possible. Cela améliore la précision des mesures.
(3) L'erreur provoquée par la mesure de deux tensions différentes avec la même plage d'un multimètre
Par exemple : le multimètre MF-30 a une précision de 2,5. Il utilise l'engrenage 100 V pour mesurer une tension standard de 20 V et 80 V. Quel équipement a la plus petite erreur ?
Solution : Erreur relative maximale : △A %=erreur absolue maximale △X/ajustement de la tension standard mesurée × 100 %, erreur absolue maximale au bloc de 100 V △X (100)=±2,5 % × 100 V { {8}} ±2,5 V.
Pour 20 V, sa valeur d'indication est comprise entre 17,5 V-22,5 V. L'erreur relative maximale est : A(20) %=(±2,5 V/20 V)×100 %=±12,5 %.
Pour 80 V, sa valeur d'indication est comprise entre 77,5 V-82,5 V. Son erreur relative maximale est :
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
En comparant les erreurs relatives maximales des tensions mesurées de 20 V et 80 V, nous pouvons voir que la première a une erreur beaucoup plus grande que la seconde. Par conséquent, lorsque vous utilisez la même plage d’un multimètre pour mesurer deux tensions différentes, celle qui est la plus proche de la valeur pleine échelle aura une plus grande précision. Par conséquent, lors de la mesure de la tension, la tension mesurée doit être indiquée au-dessus des 2/3 de la plage du multimètre. Ce n'est qu'ainsi que les erreurs de mesure pourront être réduites.
2. Sélection de la plage et erreur de mesure de la barrière électrique
Chaque plage de résistance électrique peut mesurer des valeurs de résistance de 0 à ∞. L'échelle de l'ohmmètre est une échelle inversée non linéaire et inégale. Elle est exprimée en pourcentage de la longueur de l'arc de la règle. De plus, la résistance interne de chaque plage est égale au numéro de l'échelle centrale multiplié par la longueur de l'arc de la règle, appelée « résistance centrale ». C'est-à-dire que lorsque la résistance mesurée est égale à la résistance centrale de la plage sélectionnée, le courant circulant dans le circuit est la moitié du courant à pleine échelle. Le pointeur est au centre de l'échelle. Sa précision est exprimée par la formule suivante :
R%=(△R/résistance centrale)×100 %……2
(1) Lorsque vous utilisez un multimètre pour mesurer la même résistance, l'erreur provoquée par le choix de différentes plages
Par exemple : multimètre MF{{0}}, la résistance centrale du bloc Rxl0 est de 250 Ω ; la résistance centrale du bloc R×l00 est de 2,5 kΩ. Le niveau de précision est le niveau 2,5. Utilisez-le pour mesurer une résistance standard de 500 Ω et demandez si vous utilisez le bloc R×l0 ou le bloc R×100 pour mesurer, lequel a la plus grande erreur ? Solution : À partir de l'équation 2 :
L'erreur absolue maximale admissible du bloc R×l0 est △R(10)=résistance centrale×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ω. Utilisez-le pour mesurer la résistance standard de 500 Ω, et la valeur d'indication de la résistance standard de 500 Ω est comprise entre 493,75 Ω et 506,25 Ω. L'erreur relative maximale est : ±6,25÷500Ω×100 %=±1,25 %.
L'erreur absolue maximale admissible du bloc R×l00 est △R (100)=résistance centrale × R% 2,5 kΩ × (±2,5) %=±62,5 Ω. Utilisez-le pour mesurer la résistance standard de 500 Ω, et la valeur d'indication de la résistance standard de 500 Ω est comprise entre 437,5 Ω et 562,5 Ω. L'erreur relative maximale est : ±62,5÷500Ω×100 %=±10,5 %.
La comparaison des résultats de calcul montre que les erreurs de mesure varient considérablement lorsque différentes plages de résistance sont sélectionnées. Par conséquent, lors de la sélection de la plage de vitesse, essayez de maintenir la valeur de résistance mesurée au centre de la longueur de l'arc de l'échelle de plage. La précision de la mesure sera plus élevée.
