Russian

Почему важно учитывать погрешность и прецизионность цифрового мультиметра

Важно, чтобы показания измерений мультиметра всегда были правильными. Еще более важно понимать, что они означают. Погрешность и прецизионность — это характеристики, которые определяют достоверность измерения. Высокая прецизионность обеспечивает лучшую повторяемость результатов, а низкая погрешность приближает показания измерения к истинному значению.

Цифровой мультиметр Fluke 117 для электромонтажных работ с бесконтактным измерением напряжения

Погрешность — это максимально допустимая ошибка, которая может возникнуть при определенных условиях эксплуатации. Она выражается в процентах и обозначает, насколько отображаемое измерение отклоняется от истинного (действительного) значения измеряемого сигнала. Погрешность не должна превышать допустимых значений, установленных отраслевыми стандартами.

В зависимости от области применения погрешность показания цифрового мультиметра может иметь огромное значение. Например, в большинстве случаев колебание напряжения в линиях подачи питания может составлять ±5% и более. В качестве примера можно привести колебание напряжения в стандартной силовой розетке 115 В. Если цифровой мультиметр используется только для проверки наличия напряжения в розетке, подойдет прибор с погрешностью измерения ±3%.

В некоторых случаях, например для калибровки автомобильного, медицинского авиационного или специализированного промышленного оборудования погрешность должна быть меньше. Истинное значение, измеренное цифровым мультиметром с показанием 100,0 В с погрешностью ±2%, может находиться в диапазоне от 98,0 В до 102,0 В. В некоторых ситуациях это может быть допустимо, но для более чувствительного электронного оборудования такая погрешность неприемлема.

Наряду с базовой величиной погрешности может указываться и ее десятичное значение в виде количества цифр (отсчетов). Например, погрешность ±(2%+2) означает, что показание мультиметра 100,0 В может соответствовать фактическому напряжению в диапазоне от 97,8 В до 102,2 В. Использование цифрового мультиметра с более низкой погрешностью расширяет область его применения.

Базовая погрешность для цепей постоянного тока у портативных цифровых мультиметров Fluke составляет от 0,5% до 0,025%.

График погрешности и прецизионности

Прецизионность — это способность цифрового мультиметра регулярно воспроизводить близкие друг к другу показания.

Для наглядности в качестве примера часто приводят расположение пулевых отверстий на мишени для стрельбы. Предполагается, что винтовка нацелена на "яблочко" мишени и стрельба каждый раз осуществляется из одного положения.

Если отверстия располагаются кучно, но за пределами "яблочка", можно считать, что стрельба винтовки (или, точнее, стрелка) характеризуется высокой прецизионностью, но и высокой погрешностью.

Если отверстия располагаются кучно и в пределах "яблочка", значит, винтовка стреляет с высокой прецизионностью и низкой погрешностью. Если отверстия распределены случайным образом по всей мишени, значит, винтовка обладает высокой погрешностью и низкой прецизионностью (и повторяемостью).

В некоторых случаях величина прецизионности (повторяемости) важнее погрешности. Если измерения повторяемые, можно определить характер ошибки и компенсировать ее.

Разрешение — это наименьшее изменение значения, которое может обнаружить и отобразить прибор.

В качестве примера, не связанного с электричеством, возьмем две линейки. Линейка с ценой деления 1 мм обладает большим разрешением, чем линейка с ценой деления 5 мм.

Представьте, что измеряется напряжение обычной 1,5-вольтовой батарейки. Если разрешение цифрового мультиметра составляет 1 мВ в диапазоне 3 В, при измерении напряжения можно увидеть изменение на 1 мВ. В диапазоне 3 В можно увидеть изменение измеряемой величины на одну тысячную или 0,001 вольта.

В характеристиках измерительного прибора разрешение может называться «максимальным разрешением», под которым понимается минимальное различимое изменение вблизи нижнего предела диапазона измерения.

Например, максимальное разрешение, равное 100 мВ (0,1 В), означает, что в случае, когда настройка диапазона мультиметра установлена на измерение максимально возможного напряжения, его значение будет отображаться с точностью до одной десятой вольта.

Разрешение можно увеличить: для этого на цифровом мультиметре необходимо выбрать меньший диапазон, при условии, что измеренное значение по-прежнему находится в его пределах.

Определение и отображение разрешения цифрового мультиметра

Диапазон измерений и разрешение цифрового мультиметра взаимосвязаны и иногда совместно указываются в характеристиках цифрового мультиметра.

Многие мультиметры оснащены функцией автоматического выбора диапазона, которая сама подбирает диапазон, соответствующий измеряемой величине. Такая функция позволяет получить корректное показание с наиболее подходящим для измерения разрешением.

Если измеряемое значение выше верхней границы заданного диапазона, мультиметр отобразит значок «OL» (перегрузка). Показание будет наиболее точным, когда мультиметр настроен на минимально возможный диапазон без возникновения перегрузки.

Диапазон и разрешение
ДиапазонРазрешение
300,0 мВ0,1 мВ (0,0001 В)
3,000 В1 мВ (0,001 В)
30,00 В10 мВ (0,01 В)
300,0 В100 мВ (0,1 В)
1000 В1000 мВ (1 В)
Цифровой мультиметр с отображением отсчетов и разрядности

Отсчеты и разрядность — это термины, которые используются для описания разрешения цифрового мультиметра. Сегодня чаще всего цифровые мультиметры классифицируют по общему числу отсчетов, а не по разрядности.

Отсчеты: разрешение цифрового мультиметра также обозначается в отсчетах. Чем больше отсчетов, тем выше разрешение для определенных измерений. Например, мультиметр с 1999 отчетами не может измерять напряжение до одной десятой вольта, если измеряется 200 В и более. Компания Fluke производит цифровые мультиметры с разрядностью 3½ и числом отсчетов до 6000 (то есть максимальное число отсчетов на дисплее измерительного прибора составляет 5999), а также измерительные приборы с разрядностью 4½, с числом отсчетов 20000 или 50000.

Разрядность: в линейку продукции Fluke входят цифровые мультиметры с разрядностью 3½ и 4½. Например, цифровой мультиметр с разрядностью 3½ может отображать три полных разряда и один неполный разряд. Три полных разряда отображаются в виде чисел от 0 до 9. Неполный разряд, который считается наиболее значимым, отображается в виде 1 или остается пустым. Мультиметр с разрядностью 4½ может отображать четыре полных разряда и один неполный разряд, то есть разрешение такого прибора выше, чем у мультиметра с разрядностью 3½.

Материалы на схожую тему:

Подберите подходящий мультиметр