マルチメータの誤差が測定結果に及ぼす影響の分析
電圧計の内部抵抗 Rv が大きいほど、測定値が測定電圧よりも小さい実際の値に近くなり、誤差が小さくなり、感度が高くなります。したがって、マルチメータの抵抗範囲はマルチメータのパラメータです。この記事では、分析を通じて次の結論を導き出します。
1. 電圧感度の異なる 2 つのマルチメータを使用して同じ対象物を測定する場合、電圧感度の高いマルチメータの測定誤差は、電圧感度の低いマルチメータの測定誤差より小さくなります。
2. 同じマルチメータの異なるレンジでは、電圧範囲が大きいほど内部抵抗が大きくなり、測定結果に対する誤差の影響は小さくなります。
以下に、測定結果に対する誤差の影響を示す例を示します。電圧測定時の誤差解析を図に示します。
図では、DC 電源 U=10v は内部抵抗 r=200K Ω です。この電圧を測定するには、電圧感度 20K Ω/V のマルチメータを選択します。誤差は測定結果にどの程度影響しますか? 10V ではなく 50V を選択し、内部抵抗が 1M Ω の場合、誤差は測定結果にどの程度影響しますか?
解決：
初めて測定する場合は、10V の電圧範囲と内部抵抗 Rv=200k Ω を選択し、次のようにします。
相対誤差は次のとおりです。
2 回目の測定では、50V 電圧範囲と内部抵抗 Rv=1M Ω を選択し、次のようにします。
相対誤差は次のとおりです。
2 回目の測定では、相対誤差が測定結果に与える影響が小さいことがわかります。つまり、測定プロセスでは、感度を確保し、測定誤差を減らすために、より大きな電圧範囲を選択することもあります。これは、電圧範囲が広いほど内部抵抗が大きくなり、電圧感度が高くなるためです。もちろん、電圧範囲を大きすぎるように選択することはできません。大きすぎると、ポインタの偏向角が小さすぎて、読み取りが不正確になります。 AC 電源の内部抵抗は通常低く、電圧感度の低いマルチメータを使用して AC 電圧を測定できます。
上記の分析から、マルチメータで電圧を測定する場合、マルチメータのメータヘッドは測定対象の回路と並列に接続されているため、マルチメータの電圧範囲で内部抵抗が高い方が好ましいと結論付けることができます。メーターの内部抵抗が大きいほど、測定結果への誤差の影響が小さくなり、感度が高くなります。
