楚家銀
一般萬用表的測量精度是有限的,其測量誤差與萬用表本身的參數(shù)、測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影響測量誤差,其中萬用表的參數(shù),靈敏度與電壓降將會引入固定誤差。
靈敏度:是萬用表的重要參數(shù)之一,它表示萬用表測量電壓時指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度時取至被測電路的電流值,單位是Ω/V。例如某萬用表在100V量程時指針滿刻度電流為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量1V電壓對應(yīng)的內(nèi)阻為20KΩ??梢姡f用表的靈敏度越高,分流電流越小,對被測電路的影響越小,所以,選擇靈敏度較高的萬用表就可減少固定誤差。在萬用表的刻度盤上,通常都有靈敏度的標(biāo)稱值,例如500型萬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,以了解該萬用表對被測量電路的影響。
電壓降:是萬用表的另一個重要參數(shù),它表示萬用表直流電流檔在滿量程測量時所產(chǎn)生的電壓降。對于某一型號的萬用表來說,其值基本為一定值,不同型號的萬用表也相差無幾,500型、MF30型萬用表的電壓降約為0.75V,MF9型萬用表的電壓降約為0.6V。
為減少測量誤差,除了選擇高靈敏度的萬用表外,還要選擇正確的量程。例如選用高壓檔測量比用低壓檔測量對電路的影響小,選用大電流檔比用小電流檔的影響也要小些。
用萬用表測量直流電壓時,應(yīng)選用內(nèi)阻遠(yuǎn)大于被測電路阻值的檔級測量,否則將產(chǎn)生較大的誤差。因?yàn)槿f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。在測量直流電壓時,萬用表與被測電路是并聯(lián)的,那么電表的內(nèi)阻與被測電路并聯(lián),使等效的并聯(lián)電阻(即等效負(fù)載)變小,形成分流,使測得的電壓值比實(shí)際值要低。
測量直流電流時,萬用表必須串入被測電路,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,即被測電流減小。萬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)來看,對回路電阻高的電路影響較小。也就是說,在高電壓、高電阻的電路內(nèi)測量電流所造成的誤差較小,可忽略不計,但在測量低電壓、低電阻的電路時,必須考慮此項誤差。所以,為減小測量誤差,應(yīng)盡量采用大電流量程檔即低內(nèi)阻檔來測量直流電流。必要時還可通過測量回路電阻兩端的電壓來間接的測量電流。
用萬用表測量電阻時,電表并聯(lián)在被測電阻的兩端,相當(dāng)于在被測電阻的兩端并聯(lián)了一個具有一定內(nèi)阻的電源,所以被測電阻中有電流流過,且其兩端加有電壓。當(dāng)測量熱敏電阻時,應(yīng)選擇合適的檔位,以免過大的電流使電阻發(fā)熱而產(chǎn)生誤差,還應(yīng)避免長時間測量;測量壓敏電阻和穩(wěn)壓二極管時,應(yīng)根據(jù)其電壓范圍來選擇合適的量程,才能正確的測出其特性。當(dāng)用萬用表的RX1檔測量電阻時,流過被測原件的電流大;用RX10K檔測量時,加在被側(cè)元件兩端的電壓最高。所以用萬用表電阻檔測晶體管時,盡量選用中間檔位,注意功耗不能超過被測管的極限值,以免損壞晶體管。另外,測量電阻時,不能用手捏住電阻的兩端,這相當(dāng)于將人體電阻并聯(lián)在被測電阻的兩端,使總電阻減小,被測值小于真實(shí)值,加大了測量誤差。
萬用表測量交流電壓時,在表的內(nèi)部是先將交流電壓整流變成直流電壓來測量的。所以,測量交流電壓時除了產(chǎn)生直流測量的誤差外,還要受到整流管頻率特性的影響。萬用表交流電壓檔使用的額定頻率一般為45~1000HZ,在測量頻率更高的電壓時,由于整流二極管的結(jié)電容,使反向電壓漏過二極管,導(dǎo)致整流效果降低。因而頻率愈高,影響愈嚴(yán)重。如果測試的頻率范圍超過額定值而小于10KHZ時,雖然可以測量,但誤差卻很大。另外,當(dāng)被測電壓較低時,整流二極管的非線性也會帶來誤差,因此,萬用表的交流10V檔一般都是單獨(dú)進(jìn)行刻度的。還有,萬用表只適合測量波形失真小于2%的正弦電壓。若被測量的是波形失真大于2%的正弦波或各種非正弦波,也會因波形影響而產(chǎn)生較大的測量誤差。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,但是用萬用表卻測不到這兩種電壓值,只能用萬用表的交流檔或dB檔判斷該電壓的有無。