マルチメーターのレンジ選択と測定誤差の詳細な説明
マルチメーターで測定すると、一定の誤差が生じます。これらの誤差の一部は、機器自体の精度レベルで許容される最大絶対誤差です。一部は、不適切な調整や使用によって生じる人為的誤差です。マルチメーターの特性と測定誤差の原因を正しく理解し、正しい測定技術と方法を習得すれば、測定誤差を減らすことができます。
人間の読み取りエラーは、測定精度に影響を与える原因の 1 つです。これは避けられませんが、最小限に抑えることはできます。したがって、使用中は次の点に特に注意する必要があります。
1. 測定前にマルチメーターを水平に置き、機械的なゼロ調整を実行します。
2. 読むときは視線をポインターに対して垂直に保ちます。
3. 抵抗を測定する場合、ギアを変更するたびにゼロ調整を実行する必要があります。ゼロに到達できない場合は、バッテリーを新しいものに交換してください。
4. 抵抗や高電圧を測定するときは、人体の抵抗が分流して測定誤差が増加したり、感電したりするのを避けるため、テストリード線の金属部分を手で持たないでください。
5. RC回路の抵抗を測定するときは、回路の電源を切り、コンデンサに蓄えられた電気をすべて放電してから再度測定します。人間の読み取りエラーを除外した後、他のエラーについて分析を行います。
1. マルチメーターの電圧と電流の範囲の選択と測定誤差
マルチメーターの精度レベルは、一般的に {{0}}.1、0.5、1.5、2.5、5 などのいくつかのレベルに分かれています。DC 電圧、電流、AC 電圧、電流などのギアの精度 (精密度) レベルの校正は、最大絶対許容誤差 △X と選択した範囲のフルスケール値のパーセンテージで表されます。式で表されます: A%=(△X/フルスケール値)×100%... 1
（１）異なる精度のマルチメータを使用して同じ電圧を測定することで生じる誤差
たとえば、10V の標準電圧があり、2 つのマルチメータで 100V レベルと 0.5 レベル、および 15V レベルと 2.5 レベルで測定されます。どのメータの測定誤差が最も小さくなりますか?
解答: 式1より: 最初のメーター測定: 最大絶対許容誤差
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
2番目のメーターテスト：最大絶対許容誤差
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
△X1と△X2を比較すると、1台目のメーターの精度は2台目のメーターの精度よりも高いものの、1台目のメーターによる測定で生じる誤差は2台目のメーターによる測定で生じる誤差よりも大きいことがわかります。したがって、マルチメーターを選択するときは、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ーでは、適切な測定範囲も選択する必要があります。測定範囲を正しく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）マルチメーターの異なる範囲で同じ電圧を測定することによって生じる誤差
たとえば、MF-30 マルチメーターの精度はレベル 2.5 です。100V および 25V ギアを使用して 23V 標準電圧を測定します。どのギアの誤差が最も小さいでしょうか。
解決策: 100Vブロックの最大絶対許容誤差:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
25Vブロックの最大絶対許容誤差：△X（25）=±2.5％×25V=±0.625V。上記の解からわかるように：
100Vギアを使用して23V標準電圧を測定します。マルチメーターの値は20.5V〜25.5Vの間です。 25Vギアを使用して23V標準電圧を測定します。マルチメーターの値は22.375V〜23.625Vの間です。 上記の結果から判断すると、△X（100）は△X（25）よりも大きい、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いです。 したがって、マルチメーターが異なる電圧を測定する場合、異なる範囲で測定することによって生じる誤差は異なります。 測定信号値が満たされる条件下では、できるだけ範囲の小さいギアを選択する必要があります。 これにより、測定精度が向上します。
（３）マルチメーターの同じ範囲で２つの異なる電圧を測定することによって生じる誤差
たとえば、MF-30 マルチメーターの精度は 2.5 です。100V ギアを使用して、20V と 80V の標準電圧を測定します。どのギアの誤差が最も小さいでしょうか。
解答：最大相対誤差：△A%=最大絶対誤差 △X/測定された標準電圧調整 × 100%、100Vブロックでの最大絶対誤差 △X (100)=±2.5% × 100V=±2.5V。
20Vの場合、その表示値は17.5V-22.5Vの間です。最大相対誤差は、A(20)%=(±2.5V/20V)×100%=±12.5%です。
80Vの場合、その表示値は77.5V-82.5Vの間です。最大相対誤差は次のとおりです。
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
測定電圧 20V と 80V の最大相対誤差を比較すると、前者の誤差は後者よりもはるかに大きいことがわかります。したがって、マルチメーター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の精度が高くなります。したがって、電圧を測定するときは、測定電圧がマルチメーターの範囲の 2/3 を超えるように表示する必要があります。この方法でのみ、測定誤差を減らすことができます。
2. 電気バリアの範囲選択と測定誤差
各電気抵抗範囲は、0から∞までの抵抗値を測定できます。抵抗計の目盛りは非線形で不均一な反転目盛りです。定規の弧の長さのパーセンテージとして表されます。さらに、各範囲の内部抵抗は、中心目盛りの数値に定規の弧の長さを掛けたものに等しく、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した範囲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です。指針は目盛りの中央にあります。その精度は次の式で表されます。
R%=(△R/中心抵抗)×100%……2
（１）マルチメーターを使用して同じ抵抗を測定する場合、異なる範囲を選択することによって生じる誤差
たとえば、MF{{0}} マルチメーターの場合、Rxl0 ブロックの中心抵抗は 250Ω、R×l00 ブロックの中心抵抗は 2.5kΩ です。精度レベルはレベル 2.5 です。これを使用して 500Ω の標準抵抗を測定し、R×l0 ブロックと R×100 ブロックのどちらを使用して測定した場合、どちらの誤差が大きいですか? 解決方法: 式 2 から:
R×l0ブロックの最大絶対許容誤差は△R(10)=中心抵抗×R%=250Ω×(±2.5)%=±6.25Ωです。これを使用して500Ω標準抵抗を測定し、500Ω標準抵抗の表示値は493.75Ω〜506.25Ωの間です。最大相対誤差は±6.25÷500Ω×100%=±1.25%です。
R×l00ブロックの最大絶対許容誤差は△R（100）=中心抵抗×R％2.5kΩ×（±2.5）％=±62.5Ωです。これを使用して500Ω標準抵抗を測定し、500Ω標準抵抗の表示値は437.5Ω〜562.5Ωの間です。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、異なる抵抗範囲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、ギア範囲を選択するときは、測定された抵抗値が範囲スケールの円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。
