楚家銀
一般萬(wàn)用表的測(cè)量精度是有限的,其測(cè)量誤差與萬(wàn)用表本身的參數(shù)、測(cè)量方法及使用條件有關(guān),還有溫度、電壓、頻率以及電壓和電流的波形都會(huì)影響測(cè)量誤差,其中萬(wàn)用表的參數(shù),靈敏度與電壓降將會(huì)引入固定誤差。
靈敏度:是萬(wàn)用表的重要參數(shù)之一,它表示萬(wàn)用表測(cè)量電壓時(shí)指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度時(shí)取至被測(cè)電路的電流值,單位是Ω/V。例如某萬(wàn)用表在100V量程時(shí)指針滿刻度電流為50uA,則該表內(nèi)阻為100V/50uA=2МΩ,則靈敏度=電表內(nèi)阻/電壓量程=2МΩ/100V=20KΩ/V。其物理意義是:該表直流電壓檔每測(cè)量1V電壓對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻為20KΩ。可見(jiàn),萬(wàn)用表的靈敏度越高,分流電流越小,對(duì)被測(cè)電路的影響越小,所以,選擇靈敏度較高的萬(wàn)用表就可減少固定誤差。在萬(wàn)用表的刻度盤(pán)上,通常都有靈敏度的標(biāo)稱(chēng)值,例如500型萬(wàn)用表的交流電壓檔和直流2.5KV檔的靈敏度為4000Ω/V,其余直流檔為20000Ω/V。這樣就可以算出各電壓檔相應(yīng)的總電阻值,以了解該萬(wàn)用表對(duì)被測(cè)量電路的影響。
電壓降:是萬(wàn)用表的另一個(gè)重要參數(shù),它表示萬(wàn)用表直流電流檔在滿量程測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的電壓降。對(duì)于某一型號(hào)的萬(wàn)用表來(lái)說(shuō),其值基本為一定值,不同型號(hào)的萬(wàn)用表也相差無(wú)幾,500型、MF30型萬(wàn)用表的電壓降約為0.75V,MF9型萬(wàn)用表的電壓降約為0.6V。
為減少測(cè)量誤差,除了選擇高靈敏度的萬(wàn)用表外,還要選擇正確的量程。例如選用高壓檔測(cè)量比用低壓檔測(cè)量對(duì)電路的影響小,選用大電流檔比用小電流檔的影響也要小些。
用萬(wàn)用表測(cè)量直流電壓時(shí),應(yīng)選用內(nèi)阻遠(yuǎn)大于被測(cè)電路阻值的檔級(jí)測(cè)量,否則將產(chǎn)生較大的誤差。因?yàn)槿f(wàn)用表直流電壓檔的總內(nèi)阻是隨電壓量程而改變的,低壓檔的阻值較小,高壓檔的較大。在測(cè)量直流電壓時(shí),萬(wàn)用表與被測(cè)電路是并聯(lián)的,那么電表的內(nèi)阻與被測(cè)電路并聯(lián),使等效的并聯(lián)電阻(即等效負(fù)載)變小,形成分流,使測(cè)得的電壓值比實(shí)際值要低。
測(cè)量直流電流時(shí),萬(wàn)用表必須串入被測(cè)電路,那么電表的電壓降使回路的等效電壓降低,因而使回路電流減小,即被測(cè)電流減小。萬(wàn)用表電壓降的影響與回路電壓的高低有關(guān),在回路電壓比較低的情況下影響較大。從串聯(lián)電阻的觀點(diǎn)來(lái)看,對(duì)回路電阻高的電路影響較小。也就是說(shuō),在高電壓、高電阻的電路內(nèi)測(cè)量電流所造成的誤差較小,可忽略不計(jì),但在測(cè)量低電壓、低電阻的電路時(shí),必須考慮此項(xiàng)誤差。所以,為減小測(cè)量誤差,應(yīng)盡量采用大電流量程檔即低內(nèi)阻檔來(lái)測(cè)量直流電流。必要時(shí)還可通過(guò)測(cè)量回路電阻兩端的電壓來(lái)間接的測(cè)量電流。
用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí),電表并聯(lián)在被測(cè)電阻的兩端,相當(dāng)于在被測(cè)電阻的兩端并聯(lián)了一個(gè)具有一定內(nèi)阻的電源,所以被測(cè)電阻中有電流流過(guò),且其兩端加有電壓。當(dāng)測(cè)量熱敏電阻時(shí),應(yīng)選擇合適的檔位,以免過(guò)大的電流使電阻發(fā)熱而產(chǎn)生誤差,還應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量;測(cè)量壓敏電阻和穩(wěn)壓二極管時(shí),應(yīng)根據(jù)其電壓范圍來(lái)選擇合適的量程,才能正確的測(cè)出其特性。當(dāng)用萬(wàn)用表的RX1檔測(cè)量電阻時(shí),流過(guò)被測(cè)原件的電流大;用RX10K檔測(cè)量時(shí),加在被側(cè)元件兩端的電壓最高。所以用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)晶體管時(shí),盡量選用中間檔位,注意功耗不能超過(guò)被測(cè)管的極限值,以免損壞晶體管。另外,測(cè)量電阻時(shí),不能用手捏住電阻的兩端,這相當(dāng)于將人體電阻并聯(lián)在被測(cè)電阻的兩端,使總電阻減小,被測(cè)值小于真實(shí)值,加大了測(cè)量誤差。
萬(wàn)用表測(cè)量交流電壓時(shí),在表的內(nèi)部是先將交流電壓整流變成直流電壓來(lái)測(cè)量的。所以,測(cè)量交流電壓時(shí)除了產(chǎn)生直流測(cè)量的誤差外,還要受到整流管頻率特性的影響。萬(wàn)用表交流電壓檔使用的額定頻率一般為45~1000HZ,在測(cè)量頻率更高的電壓時(shí),由于整流二極管的結(jié)電容,使反向電壓漏過(guò)二極管,導(dǎo)致整流效果降低。因而頻率愈高,影響愈嚴(yán)重。如果測(cè)試的頻率范圍超過(guò)額定值而小于10KHZ時(shí),雖然可以測(cè)量,但誤差卻很大。另外,當(dāng)被測(cè)電壓較低時(shí),整流二極管的非線性也會(huì)帶來(lái)誤差,因此,萬(wàn)用表的交流10V檔一般都是單獨(dú)進(jìn)行刻度的。還有,萬(wàn)用表只適合測(cè)量波形失真小于2%的正弦電壓。若被測(cè)量的是波形失真大于2%的正弦波或各種非正弦波,也會(huì)因波形影響而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。例如彩色顯像管燈絲用行脈沖供電,其有效值為6.3V,峰-峰值約30Vp-p,但是用萬(wàn)用表卻測(cè)不到這兩種電壓值,只能用萬(wàn)用表的交流檔或dB檔判斷該電壓的有無(wú)。