マルチメータのレンジの選び方と測定誤差の分析
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絶対誤差です。 不適切な調整や使用による人為的ミスもあります。 マルチメータの特性と測定誤差の原因を正しく理解し、正しい測定手法と方法を習得することで、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理由の 1 つです。 避けられませんが、最小限に抑えることができます。 1. マルチメータを水平に置き、測定前に機械的なゼロ調整を行います。 2.読むときは、ポインタに対して目を垂直に保ちます。 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行う必要があります。 ゼロに調整されていない場合は、新しいバッテリーを交換する必要があります。 4. 抵抗または高電圧を測定するときは、テスト リードの金属部分を手で保持しないでください。人体抵抗のシャントを回避し、測定誤差または感電を増加させます。 5. RC 回路で抵抗を測定する場合は、測定前に回路の電源を切り、コンデンサに蓄えられた電気を放電する必要があります。 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. マルチメータの電圧および電流レンジの選択と測定誤差
マルチメーターの精度レベルは、一般に {{0}.1、0.5、1.5、2.5、5 およびその他のレベルに分けられます。 直流電圧、電流、交流電圧、電流、その他の歯車の場合、精度（精度）等級の校正は、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割合で表されます。 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の誤差を測定する
例: 10 V の標準電圧があり、100 V、0.5 および 15 V、および 2.5 の 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のはどのメーターですか?
解決策: 式 1 から得られます: 最初のメートルが測定されます: 最大絶対許容誤差
△X{{0}}±0.5パーセント×100V=±0.50V。
2番目のテーブル測定: 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本目の時計の測定誤差は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ーでは、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 タイプのマルチメーター、その精度は 2.5 です。23V の標準電圧を測定するために 100V ギアと 25V ギアを選択します。誤差が最小のギアはどれですか?
解決策: 100V ブロックの最大絶対許容誤差は次のとおりです。
X(100)=±2.5パーセント×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 の標準電圧を測定すると、マルチメータの表示値は 20.5V から 25.5V の間になります。 25Vギアを使用して23V標準電圧を測定すると、マルチメーターの表示値は22.375Vと23.625Vの間にあります。 上記の結果から、△X (100) は △X (25) よりも大きく、つまり、100V 測定の誤差は 25V 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。 測定信号の値を満足する場合は、できるだけ小さいレンジ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 タイプのマルチメーター、その精度は 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小ですか?
解: 最大相対誤差: △A パーセント =最大絶対誤差 △X/測定された標準電圧調整×100 パーセント、100V ブロックの最大絶対誤差 △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。 最大相対誤差は次のとおりです: A(20) パーセント =(±2.5V/20V)×100 パーセント =±12.5 パーセント .
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 .
20V と 80V の測定電圧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、全範囲の値に近い方が精度が高くなります。 したがって、電圧を測定するときは、測定電圧がマルチメータのレンジの 2/3 以上で示されている必要があります。 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
電気バリアの各範囲は、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。 定規の円弧の長さのパーセンテージとして表されます。 そして、各レンジの内部抵抗は、目盛りの弧の長さに倍率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指します。 その精度は次のように表されます。
Rパーセント=(△R/中心抵抗)×100パーセント……2
(1) マルチメータで同じ抵抗を測定する場合、別の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。 R×l00 ブロックの中心抵抗は 2.5kΩ です。 精度評価は 2.5 です。 これを使って500Ωの標準抵抗を測定し、R×10ブロックとR×100ブロックに測定してもらい、どちらが誤差が大きいか? 解決策: 式 2 から、次のようになります。
R×l0ブロック最大絶対許容誤差△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します。500Ωの標準抵抗の指示値は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△R(100)=中心抵抗×R％2.5kΩ×(±2.5)％=±62.5Ω。 500Ωの標準抵抗を測定するために使用します。500Ωの標準抵抗の指示値は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、測定によって生成される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。
