マルチメータのレンジの選び方と測定誤差の解析
マルチメーターで測定すると多少の誤差が生じます。 これらの誤差の一部は、メーター自体の精度クラスによって許容される最大測定誤差です。 調整や不適切な使用による人為的ミスも含まれます。 マルチメータの特性と測定誤差の原因を正しく理解し、正しい測定技術と測定方法をマスターすることで、測定誤差を減らすことができます。
人間の読み取り誤差は、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可能です。 したがって、使用中は次の点に特別な注意を払う必要があります。 1. 測定前に、マルチメータを水平に置き、機械的なゼロ調整を行ってください。 2. 読書するときは、目をポインタに対して垂直に保つ必要があります。 調整値がゼロ未満の場合は、新しい電池と交換してください。 4. 抵抗や高電圧を測定するときは、人体抵抗の短絡、測定誤差の増大、感電を避けるため、テストリードの金属部分を手で挟まないでください。 回路内の電源を遮断し、コンデンサに蓄えられた電気を放電してから測定してください。 人為的な読み取りエラーを除外した後、その他のエラーについて分析を行います。
1. マルチメータの電圧、電流レンジの選択と測定誤差
マルチメータの精度等級は一般に、{{0}} などのいくつかの等級に分かれています。1、0.5、1.5、2.5、5 などです。DC 電圧、電流、AC 電圧、電流などの場合、校正は確度（確度）レベルの程度は、最大許容誤差△Xと選択したレンジのフルスケール値の百分率で表されます。 計算式で表すと、Aパーセント=(△X/フルスケール値)×100パーセント…1
(1) 同じ電圧で発生する誤差を精度の異なるマルチメータを使用して測定する
例: 10V の標準電圧があり、100V ギアの 0.5 レベルと 15V レベルの 2.5 レベルを備えた 2 つのマルチメーターで測定されます。 測定誤差が最も小さいメーターはどれですか?
解決策: 式 1 から、** ブロック メーターの測定値: * 最大 ** 許容誤差が得られます。
△X{{0}}±0.5パーセント×100V=±0.50V。
△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本目の時計の測定で生じる誤差は2本目の時計の測定で生じる誤差よりも大きいことがわかります。時計。 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では、適切なレンジ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、マルチメータの潜在的な精度を発揮することができます。
(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、精度は 2.5、23V 標準電圧を測定するには 100V ギアと 25V ギアを選択します。どのギアの誤差が小さいですか?
解決策: 100V ブロックの最大測定許容誤差:
X(100)=±2.5パーセント×100V=±2.5V。
25V ギアの最大許容測定誤差: △X(25)=±2.5 パーセント ×25V=±0.625V。 上記の解決策から次のことがわかります。
100V 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は 20.5V-25.5V の間になります。 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は 22.375V-23.625V の間になります。 上記の結果より、△X(100)は△X(25)よりも大きく、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ことが分かります。 したがって、マルチメータが異なる電圧を測定すると、レンジが異なると発生する誤差も異なります。 測定したい信号の値を満たす場合には、できるだけ測定範囲が小さいギア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レンジで 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、精度は 2.5、100V ブロックを使用して 20V と 80V の標準電圧を測定します。どのブロックの誤差が小さいですか?
解決策: 最大相対誤差: △Aパーセント=最大絶対誤差△X/測定された標準電圧調整×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、指示値は17.5V-22.5Vとなります。 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、指示値は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レンジを使用して 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 より上に表示される必要があります。 この方法でのみ測定誤差を減らすことができます。
2. 電気バリアのレンジ選択と測定誤差
電気抵抗の各範囲では、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、反転した目盛りです。 スケールの円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、スケールの円弧長の中心スケール番号の乗数に等しく、これを「中心抵抗」といいます。 つまり、測定された抵抗が選択した範囲の中心抵抗と等しい場合、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って生じる誤差
例: MF{{0}} マルチメーター、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。 500Ωの標準抵抗を測定する場合に使用しますが、R×10のギアで測定するのとR×100のギアで測定するのではどちらの誤差が大きいでしょうか？ 解決策: 式 2 より:
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。 500Ωの標準抵抗を測定するために使用すると、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パーセント=±1.25パーセントです。
R×l00ブロックの最大絶対許容誤差は、△R(100)=中心抵抗×Rパーセント2.5kΩ×(±2.5)パーセント=±62.5Ωです。 500Ωの標準抵抗を測定する場合に使用すると、500Ωの標準抵抗の表示値は437.5Ω-562.5Ωの間になります。 最大相対誤差は、±62.5÷500Ω×100パーセント=±10.5パーセントです。
計算結果を比較すると、選択した抵抗範囲が異な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円弧長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。
