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萬用表引數釋疑

作者:由 飛多學堂 發表于 繪畫時間:2023-01-27

位數和字數

位數,英文 digits, 是指數字萬用表可以顯示多少位數,字數,英文 counts, 是指數字萬用表最多可以顯示多少個數。

counts 這個引數,在購買萬用表時可以看到

最大顯示

這個引數,就是指字數。

萬用表引數釋疑

位數和字數是用於描述數字萬用表解析度的術語。如今,按字數而不是位數對數字萬用表進行分類更為普遍。

一塊 3½ 位數字萬用表可以顯示三個完整數字和一個半位。三個完整數字顯示 0 到 9 之間的數字,半位是指最大位可以顯示0或者1。4½ 位數字萬用表可以顯示四位半數字,這意味著它比 3½ 位數字萬用表具有更高的解析度。

萬用表引數釋疑

下表列出了常見的萬用表位數:

萬用表引數釋疑

一塊三位半 2000 字的表可以顯示 ±1999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位數只能到1, 也就是隻能顯示0或1。

一塊三位半 4000 字的表可以顯示 ±3999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位只能到3,也就是隻能顯示0、1、2 三個數。

一塊三位半 6000 字的表可以顯示 ±5999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位只能到3,也就是隻能顯示0、1、2 、3、4、5六個數。

一塊四位半 20000 字的表可以顯示 ±19999 以內的任意值。這個半位指的是讀數的最高位數只能到1, 也就是隻能顯示0或1。

解析度

位數或者字數這兩個引數決定了萬用表的另一個引數

解析度

解析度是工具可以檢測和顯示的最小增量。

想象一下對 1。5 V 家用電池的簡單測試。如果數字萬用表在 2 V 量程上的解析度為 1 mV,則可以在讀取電壓時看到 1 mV 的變化。使用者可以看到小至千分之一伏的變化。

解析度可能在儀表的規格中列為最大解析度,這是在儀表的量程設定上可以識別的最小值。

下圖是9205 這款萬用表的說明書裡指出的解析度:

萬用表引數釋疑

從上面的規格書中可以看出量程越小,解析度越高。因此,可以透過降低量程來提高解析度, 如下圖所示:

萬用表引數釋疑

我們在購買萬用表時,往往,最關注的是萬用表的顯示位數,一般認為位數越高,精度越高,實際上是不對的,位數或者字數跟萬用表的精度沒有任何關係。一塊四位半的表可以是一塊精度很差的表,同樣,一塊福祿克的三位半可能是一款精度很高的表。下面我們看什麼是萬用表的精度。

精度

精度(Accuracy)是指在測量時允許的最大誤差。它以百分比表示,表示所顯示的測量值與所測訊號的實際(標準)值的接近程度。

值得注意的是萬用表還有一個很重要的引數,Precise, 鑑於

精度

這個術語已經被 Accuracy 佔用了,一般,precise 被翻譯為準確度。

準確度是指數字萬用表對同一測量物件提供相同測量值的能力。

下面使用步槍打靶的例子來解釋精度和準確度的區別:

萬用表引數釋疑

精度(Accuracy)是描述射中靶心的能力,準確度(Precise)用來描述射中靶上同一個地方或者射擊穩定的能力。

如果彈孔偏離靶心(左數第2幅圖),但高度集中,認為是準確度(Precise)高但精度(Accuracy)低。

上面四幅圖分別是:高精度高準確度、低精度高準確度、高精度低準確度、低精度低準確度。

模擬電流表或電壓表的精度通常表示為滿刻度讀數的百分比。比如如果一款指標萬用表的精度為滿刻度(full scale)的 ±2%,那麼在 3 伏檔位時如果讀數位 1V, 那麼不確定性或者誤差就是 3V * ±2% = ±0。06V。但是,同樣的 1V 的讀數,如果檔位是 30伏,那麼誤差就是 30V * ±2% = ±0。6V。

有時萬用的精度中會出現 1% FS 的字樣,FS 是 full scale 滿刻度的意思,即是說精度是用滿刻度來指定的。

一般來說,數字萬用表的精度度遠優於模擬指標萬用表。

對於數字萬用表 (DMM),精度通常指定為讀數的百分比,而不是滿刻度的百分比。因此,如果用精度為 ±1% 的數字表去測量 100V 的標準電壓,則讀數可能為 99。0V 到 101。0V 之間的某個數值。當今時代,大多數製造商將精度指定為讀數的百分之多少加幾個字的形式,即±(%讀數+字數),例如 ±(1%+2 位數字)。 因此,如果精度為 ±(1%+2 位)的儀表測量的電壓為 100。0V,則實際電壓可能為 98。8V 至 101。2V 之間的任何值。

萬用表引數釋疑

精度一般指定為:±(%讀數+字數)。

下面再舉一個例子來理解萬用表的精度。一塊精度比較高的萬用表精度可能為:±(0。1%+2)。如果你用這塊表來測量1V 的基準電壓,假如檔位為2V檔,解析度為1mV(此時一個字就是1mV), 由1%精度,可知你會有 ±1mV 的不確定度,那麼電壓範圍將是 0。999V~1。001V, 再疊加上2個字的誤差,最終測量結果在 0。997V~1。003V 之間。

公式

如果你知道了讀數,想計算出真實值的範圍,可以用下面公式計算出:

真實值= 儀表讀數 ±(讀數誤差×讀數+量程誤差×該量程下的解析度)

上述公式中量程誤差由精度中的字數指定,例如,精度為±(0。1%+2),量程誤差為2。

校準

萬用表的精度不是一成不變的。一般廠家對精度的保證期為一年,一年以後你可能需要將萬用表送到專業機構進行校準,這裡的校準並不會真的開啟萬用表透過旋轉可調電位器來校準萬用表,而是會出具一份報告,該報告列出了你的萬用表測量值和標準值之間的差距。

萬用表引數釋疑

術語

位數:Digits

字數:Counts

精度: Accuracy

準確度:Precise

參考文件

本文在寫作過程中參考瞭如下文件:

Why digital multimeter accuracy and precision matter:

https://www。

fluke。com/en-us/learn/b

log/digital-multimeters/accuracy-precision

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萬用表引數釋疑

標簽: 萬用表  精度  讀數  位數  解析度