Анализ влияния погрешностей мультиметра на результаты измерений
Чем больше внутреннее сопротивление Rв вольтметра, тем ближе измеренное значение к фактическому значению, меньшему измеряемого напряжения, тем меньше погрешность и выше чувствительность. Следовательно, диапазон сопротивления мультиметра является параметром мультиметра. В этой статье на основе анализа сделаны следующие выводы:
1. Если для измерения одного и того же объекта используются два мультиметра с разной чувствительностью к напряжению, погрешность измерения мультиметра с более высокой чувствительностью к напряжению будет меньше, чем у мультиметра с более низкой чувствительностью к напряжению.
2. Для разных диапазонов одного и того же мультиметра, чем больше диапазон напряжений, тем выше внутреннее сопротивление и тем меньше влияние погрешностей на результаты измерений.
Вот пример, иллюстрирующий влияние ошибок на результаты измерений. Анализ погрешностей при измерении напряжения представлен на рисунке.
На рисунке источник постоянного тока U=10v, с внутренним сопротивлением r=200К Ом. Для измерения этого напряжения выбран мультиметр с чувствительностью по напряжению 20 кОм/В. Насколько погрешность влияет на результаты измерений? Если мы выберем 50 В вместо 10 В при внутреннем сопротивлении 1 МОм, какое влияние окажет погрешность на результаты измерений?
Решение:
При первом измерении выберите диапазон напряжения 10 В и внутреннее сопротивление Rv=200к Ом, затем:
Относительная ошибка:
При втором измерении выберите диапазон напряжения 50 В и внутреннее сопротивление Rv=1МОм, затем:
Относительная ошибка:
Видно, что относительная погрешность оказывает меньшее влияние на результаты измерений при втором измерении. То есть в процессе измерения, чтобы обеспечить его чувствительность и уменьшить погрешности измерения, иногда можно выбрать и больший диапазон напряжения. Это связано с тем, что чем больше диапазон напряжения, тем больше внутреннее сопротивление и выше чувствительность по напряжению. Разумеется, диапазон напряжения нельзя выбирать слишком большим, иначе угол отклонения указателя будет слишком мал и показания будут неточными. Внутреннее сопротивление источника переменного тока обычно невелико, и для измерения напряжения переменного тока можно использовать мультиметр с низкой чувствительностью к напряжению.
Из приведенного выше анализа можно сделать вывод, что при измерении напряжения мультиметром предпочтительно иметь большее внутреннее сопротивление в диапазоне напряжений мультиметра, так как измерительная головка мультиметра подключается параллельно измеряемой цепи. Чем больше внутреннее сопротивление измерителя, тем меньше влияние погрешностей на результаты измерений и выше чувствительность.
