マルチメータのレンジ選択と測定誤差解析
マルチメータの精度レベルは、一般に {{0}.1、0.5、1.5、2.5、および 5 などのいくつかのレベルに分けられます。DC 電圧、電流、AC 電圧、電流、およびその他のギアの場合、確度（確度）レベルの校正は、最大絶対許容誤差△Xと選択したレンジのフルスケール値のパーセンテージで表されます。 計算式：パーセント=(△X/フルスケール値)×100パーセント…1
(1) 精度の異なるマルチメータを使用して、同じ電圧によって発生する誤差を測定する
例: 10V の標準電圧があり、100V 範囲、0.5 レベルおよび 15V レベル、2.5 レベルの 2 つのマルチメーターを使用して測定します。 測定誤差が小さいのはどのメーターですか?
解決策: 式 1 から、以下を得ることができます: 最初のメーター測定値: 最大絶対許容誤差
△X{{0}}±0.5パーセント×100V=±0.50V。
2回目の検針：最大絶対許容誤差
△X{{0}±2.5パーセント×15V=±0.375V。
△X1と△X2を比較すると、1本目の時計の精度は2本目の時計よりも高いものの、1本目の時計で測定した誤差が2本目の時計よりも大きいことがわかります。 したがって、マルチメータを選択するときは、精度が高いほど良いことがわかります。 高精度のマルチメータでは、適切な範囲を選択する必要があります。 正しい範囲を選択することによってのみ、マルチメーターの潜在的な精度を引き出すことができます。
(2) マルチメータの異なるレンジで同じ電圧を測定することによって生じる誤差
例: MF-30 マルチメーター、その精度は 2.5 グレードです。100V ギアと 25V ギアを選択して 23V 標準電圧を測定します。どちらのギアの誤差が小さいですか?
解決策: 100V ギアの最大絶対許容誤差:
X(100)=±2.5パーセント×100V=±2.5V。
25V ギアの最大絶対許容誤差: △X(25)=±2.5% ×25V=±0.625V。 上記のソリューションから、次のことがわかります。
100V ギアを使用して 23V 標準電圧を測定すると、マルチメーターに表示される値は 20.5V-25.5V の間です。 25V ブロックを使用して 23V 標準電圧を測定すると、マルチメータの表示値は 22.375V-23.625V の間になります。 上記の結果から、△X (100) は △X (25) よりも大きく、つまり、100V ブロック測定の誤差は 25V ブロック測定の誤差よりもはるかに大きくなります。 したがって、マルチメータが異なる電圧を測定する場合、異なる範囲によって生成される誤差は異なります。 測定する信号の値を満足する場合、できるだけ測定範囲が小さい歯車を選択する必要があります。 これにより、測定の精度が向上します。
(3) マルチメータの同じ範囲で 2 つの異なる電圧を測定することによって生じる誤差
例: MF-30 マルチメーターの精度は 2.5 グレードです。 100V ギアを使用して、20V と 80V の標準電圧を測定します。 誤差が小さいギアは？
解: 最大相対誤差: △A パーセント =最大絶対誤差 △X/測定された基準電圧調整×100 パーセント , 100V ギアの最大絶対誤差 △X(100)=±2.5 パーセント × 100V=±2.5V。
20V の場合、その表示値は 17.5V-22.5V の間です。 その最大相対誤差は、A(20) パーセント =(±2.5V/20V)×100 パーセント =±12.5 パーセントです。
80V の場合、その表示値は 77.5V-82.5V の間です。 その最大相対誤差は次のとおりです。
A(80) パーセント =±(2.5V/80V)×100 パーセント =±3.1 パーセント .
測定電圧 20V と 80V の最大相対誤差を比較すると、前者の誤差が後者の誤差よりもはるかに大きいことがわかります。 したがって、マルチメータの同じ範囲を使用して 2 つの異なる電圧を測定する場合、フルスケール値に近い方が精度が高くなります。 したがって、電圧を測定する場合、測定電圧はマルチメータの範囲の 2/3 より上に表示する必要があります。 このようにしてのみ、測定誤差を減らすことができます。
2. 電気バリアのレンジ選択と測定誤差
電気抵抗の各範囲は、0から∞までの抵抗値を測定できます。 オーム計の目盛りは、非線形で不均一な逆目盛りです。 これは、スケールの弧の長さのパーセンテージとして表されます。 また、各レンジの内部抵抗は、目盛の弧長の中心目盛数の乗数に等しく、これを「中心抵抗」と呼びます。 つまり、測定された抵抗が選択されたレンジの中心抵抗に等しい場合、回路に流れる電流はフルスケール電流の半分になります。 ポインターはスケールの中心を示します。 その精度は次の式で表されます。
Rパーセント=(△R/中心抵抗)×100パーセント……2
(1) マルチメータを使用して同じ抵抗を測定する場合、異なるレンジを選択することによる誤差
例: MF{{0}} マルチメータ、Rxl0 ブロックの中心抵抗は 250Ωです。 Rxl00 ブロックの中心抵抗は 2.5kΩ です。 精度クラスは 2.5 です。 これを使って500Ωの標準抵抗を測定し、R×10ギアとR×100ギアのどちらで測定すると誤差が大きいか。 解決策: 式 2 から:
R×l0ブロックの最大絶対許容誤差 △R(10)=中心抵抗×Rパーセント=250Ω×(±2.5)パーセント=±6.25Ω . これを使用して 500Ω の標準抵抗を測定すると、500Ω の標準抵抗の指示値は 493.75Ω-506.25Ω の間になります。 最大相対誤差は、±6.25÷500Ω×100% =±1.25% です。
R×l00 ブロック最大絶対許容誤差 △R(100)= 中心抵抗×R パーセント 2.5kΩ×(±2.5) パーセント =±62.5Ω. これを使用して 500Ω の標準抵抗を測定すると、500Ω の標準抵抗の指示値は 437.5Ω-562.5Ω の間になります。 最大相対誤差は、±62.5÷500Ω×100% =±10.5% です。
計算結果を比較すると、異なる抵抗レンジを選択すると測定誤差が大きく異なることがわかります。 したがって、ギアレンジを選択するときは、測定された抵抗値がレンジスケールの弧の長さの中心になるようにしてください。 測定精度が高くなります。
