Virranmittauksen virheanalyysi yleismittarilla
Kun virtaa mitataan yleismittarilla, se kytketään sarjaan testattavan piirin kanssa. Mitä pienempi ampeerimittarin sisäinen resistanssi on, sitä vähemmän se vaikuttaa piiriin ja sitä pienempi on mittausvirhe. Ihanteellisessa tilanteessa ampeerimittarin sisäisen resistanssin tulisi olla nolla, mutta todellisuudessa se on mahdotonta, koska yleismittarin liikkuvassa kelassa on kuparilankaa poltettua paperia, joten mittarin pään sisällä on aina tietty vastus, jota kutsutaan virtalohkon sisäiseksi resistanssiksi. Mittaripään sisäisen resistanssin olemassaolon vuoksi mitattavan piirin tehollinen kokonaisresistanssi kasvaa mitattaessa yleismittarin virtalohkon virtaa, mikä muuttaa mitatun piirin alkuperäistä toimintatilaa ja tuottaa mittausvirheitä. Mittausvirheiden vähentämiseksi vaaditaan, että itse virtalohkon sisäinen resistanssi on mahdollisimman pieni. Mitä pienempi virtalohkon sisäinen resistanssi on, sitä lähempänä todellista arvoa mittaustulos on. Virheanalyysi virranmittauksen aikana on esitetty seuraavassa kuvassa:
Virran mittaamisen virheanalyysi yleismittarilla
a, Testattu piiri; b, Yhdistä yleismittarin nykyinen tila
Testattava piiri ennen virtalohkon kytkemistä on esitetty kuvassa a. Jos virtalähteen jännitteen sisäistä resistanssia ei oteta huomioon, virta on:
Kaavassa Rfz edustaa kuormituspiiriä.
Kuvassa b esitetty testattava piiri on kytketty tasavirtatilaan, ja silmukkavirta on:
Vertaamalla yhtälöitä 1 ja 2 voidaan nähdä, että virta nykytilan kytkemisen jälkeen ei ole yhtä suuri kuin virta ennen nykyisen tilan kytkemistä, ja suhteellinen virhe on:
Voidaan nähdä, että Rc:n koko virta-alueella vaikuttaa suoraan mittausvirheeseen ja sisäisen vastuksen koko virta-alueella vaikuttaa myös virta-alueen tehohäviöön PI:
On selvää, että kun virta I on vakio, mitä suurempi Rc, sitä suurempi on virran tehohäviö PI. Yllä olevasta johtopäätöksestä voidaan päätellä, että:
1. Kun täysi bias-virta on sama virtatilassa, mitä pienempi yleismittarin virtatilan sisäinen resistanssi on, sitä pienempi on täysi esijännitehäviö ja sitä pienempi virran mittausvirhe.
2. Mitä suurempi on sama yleismittari, sitä pienempi on sen sisäinen vastus ja mittausvirhe.
3. Kun testatun piirin kokonaisresistanssi on paljon suurempi kuin yleismittarin virta-alueen sisäinen resistanssi, yleismittarin virta-alueen sisäinen resistanssi voidaan jättää huomiotta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kun mitataan virtaa yleismittarilla, koska yleismittari on kytketty sarjaan testattavan piirin kanssa, mitä pienempi sisäinen vastus virtatilaa valittaessa, sitä tarkempi mittaustulos on.
