Yleismittarin alueen valinta ja mittausvirheanalyysi
Yleismittarin tarkkuustaso on yleensä jaettu useisiin tasoihin, kuten {{0}},1, 0,5, 1,5, 2,5 ja 5. Tasajännitteen, virran, vaihtovirtajännitteen, virran ja muiden vaihteiden osalta tarkkuustason (tarkkuus) kalibrointi ilmaistaan prosentteina suurimmasta absoluuttisesta sallitusta virheestä △X ja valitun alueen täyden asteikon arvosta. Ilmaistaan kaavalla: A prosentti =(△X/koko asteikon arvo) × 100 prosenttia ... 1
(1) Käytä yleismittareita, joiden tarkkuus on erilainen saman jännitteen aiheuttaman virheen mittaamiseen
Esimerkki: Käytössä on 10V vakiojännite ja mittaamiseen käytetään kahta yleismittaria 100 V alueella, 0,5 taso ja 15 V taso, 2,5 taso. Kummalla mittarilla on pienempi mittausvirhe?
Ratkaisu: Kaavasta 1 saadaan: ensimmäinen metrimittaus: suurin absoluuttinen sallittu virhe
△X{{0}}±0,5 prosenttia × 100 V=±0,50 V.
Toinen mittaritesti: suurin absoluuttinen sallittu virhe
△X{{0}}±2,5 prosenttia ×15 V=±0,375 V.
Verrattaessa △X1 ja △X2 voidaan nähdä, että vaikka ensimmäisen kellon tarkkuus on suurempi kuin toisen kellon, on ensimmäisellä kellolla mittauksen tuottama virhe suurempi kuin toisen kellon aiheuttama virhe. Siksi voidaan nähdä, että yleismittaria valittaessa mitä suurempi tarkkuus, sitä parempi. Korkean tarkkuuden yleismittarilla on tarpeen valita sopiva alue. Yleismittarin mahdollinen tarkkuus saadaan käyttöön vain valitsemalla oikea alue.
(2) Virhe, joka aiheutuu saman jännitteen mittaamisesta yleismittarin eri alueilla
Esimerkki: MF-30 yleismittari, sen tarkkuus on 2,5 astetta, valitse 100 V vaihde ja 25 V vaihde 23 V:n vakiojännitteen mittaamiseksi, kummassa vaihteessa on pienempi virhe?
Ratkaisu: Suurin absoluuttinen sallittu virhe 100 V vaihteelle:
X(100)=±2,5 prosenttia × 100 V=±2,5 V.
Suurin absoluuttinen sallittu virhe 25 V vaihteelle: △X(25)=±2,5 prosenttia ×25 V=±0,625 V. Yllä olevasta ratkaisusta voidaan nähdä, että:
Käytä 100 V vaihdetta 23 V:n vakiojännitteen mittaamiseen, ja yleismittarissa näkyvä arvo on välillä 20,5 V-25, 5 V. Käytä 25 V:n lohkoa 23 V:n vakiojännitteen mittaamiseen, ja yleismittarin näyttöarvo on välillä 22,375 V-23,625 V. Yllä olevista tuloksista △X (100) on suurempi kuin △X (25), eli 100 V lohkomittauksen virhe on paljon suurempi kuin 25 V lohkomittauksen virhe. Siksi, kun yleismittari mittaa erilaisia jännitteitä, eri alueiden synnyttämät virheet ovat erilaisia. Jos mitattavan signaalin arvo täyttyy, tulee valita mahdollisimman pienin mittausalueen vaihde. Tämä lisää mittauksen tarkkuutta.
(3) Virhe, joka aiheutuu kahden eri jännitteen mittaamisesta yleismittarin samalla alueella
Esimerkki: MF-30-yleismittarin tarkkuus on 2,5 luokkaa. Käytä 100 V vaihdetta 20 V:n ja 80 V:n vakiojännitteen mittaamiseen. Kummassa vaihteessa on pienempi vika?
Ratkaisu: Suurin suhteellinen virhe: △A prosentti =Maksimi absoluuttinen virhe △X / mitattu vakiojännitesäätö × 100 prosenttia , suurin absoluuttinen virhe 100 V vaihteessa △X(100)=±2,5 prosenttia × 100 V=±2,5 V.
20 V:n osoitusarvo on välillä 17,5 V-22,5 V. Sen suurin suhteellinen virhe on: A(20) prosenttia =(±2,5V/20V)×100 prosenttia =±12,5 prosenttia .
80 V:n osoitusarvo on välillä 77,5 V-82,5 V. Sen suurin suhteellinen virhe on:
A(80) prosenttia =±(2,5 V/80 V) × 100 prosenttia =±3,1 prosenttia .
Vertaamalla mitatun jännitteen 20V ja 80V suhteellista maksimivirhettä voidaan nähdä, että edellisen virhe on paljon suurempi kuin jälkimmäisen. Siksi, kun käytetään samaa yleismittarin aluetta kahden eri jännitteen mittaamiseen, tarkkuudella on suurempi se, joka on lähempänä koko asteikon arvoa. Siksi jännitettä mitattaessa mitatun jännitteen tulee olla yli 2/3 yleismittarin alueesta. Vain tällä tavalla voidaan vähentää mittausvirhettä.
2. Sähköesteen alueen valinta ja mittausvirhe
Jokainen sähkövastusalue voi mitata resistanssiarvon välillä 0 - ∞. Ohmimittarin asteikko on epälineaarinen, epätasainen, käänteinen asteikko. Se ilmaistaan prosentteina asteikon kaaren pituudesta. Lisäksi kunkin alueen sisäinen vastus on yhtä suuri kuin asteikon kaaren pituuden keskiasteikkonumeron kertoimella, jota kutsutaan "keskivastukseksi". Eli kun mitattu resistanssi on yhtä suuri kuin valitun alueen keskiresistanssi, piirissä kulkeva virta on puolet täyden asteikon virrasta. Osoitin osoittaa asteikon keskikohdan. Sen tarkkuus ilmaistaan seuraavalla kaavalla:
R-prosentti =(△R/keskivastus)×100 prosenttia ……2
(1) Käytettäessä yleismittaria saman vastuksen mittaamiseen, virhe johtuu eri alueiden valinnasta
Esimerkki: MF{{0}}-yleismittari, Rxl0-lohkon keskusresistanssi on 250Ω; Rxl00-lohkon keskiresistanssi on 2,5 kΩ. Tarkkuusluokka on 2,5. Käytä sitä mittaamaan 500Ω vakiovastus ja kysy, mitataanko se R×l0 vai R×100 vaihteella, kummassa on suurempi virhe? Ratkaisu: Kaavasta 2:
Suurin absoluuttinen sallittu virhe R×l0 lohkon △R(10)=keskivastus×R prosenttia =250Ω×(±2.5) prosenttia =±6.25Ω . Käytä sitä 500 Ω:n vakioresistanssin mittaamiseen, jolloin 500 Ω:n vakioresistanssin ilmoitettu arvo on välillä 493,75 Ω-506,25 Ω. Suurin suhteellinen virhe on: ±6,25÷500Ω × 100 prosenttia =±1,25 prosenttia .
R×l00 estää suurimman absoluuttisen sallitun virheen △R(100)=keskivastus×R prosenttia 2,5kΩ×(±2,5) prosenttia =±62,5Ω. Käytä sitä 500 Ω:n vakioresistanssin mittaamiseen, jolloin 500 Ω:n vakioresistanssin ilmoitettu arvo on välillä 437,5 Ω-562,5 Ω. Suurin suhteellinen virhe on: ±62,5÷500Ω × 100 prosenttia =±10,5 prosenttia .
Laskentatulosten vertailu osoittaa, että mittausvirhe vaihtelee suuresti, kun valitaan erilaisia vastusalueita. Siksi, kun valitset vaihdealuetta, yritä tehdä mitattu resistanssiarvo alueen asteikon kaaren pituuden keskelle. Mittaustarkkuus on suurempi.
