Penjelasan rinci tentang pemilihan rentang multimeter dan kesalahan pengukuran
Akan ada kesalahan tertentu saat mengukur dengan multimeter. Beberapa kesalahan tersebut merupakan kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan oleh tingkat akurasi instrumen itu sendiri. Beberapa di antaranya adalah kesalahan manusia yang disebabkan oleh penyesuaian dan penggunaan yang tidak tepat. Jika Anda memahami dengan benar karakteristik multimeter dan penyebab kesalahan pengukuran, serta menguasai teknik dan metode pengukuran yang benar, Anda dapat mengurangi kesalahan pengukuran.
Kesalahan pembacaan manusia merupakan salah satu penyebab yang mempengaruhi keakuratan pengukuran. Hal ini tidak dapat dihindari tetapi dapat diminimalkan. Oleh karena itu, perhatian khusus harus diberikan pada poin-poin berikut selama penggunaan:
1. Sebelum pengukuran, letakkan multimeter secara horizontal dan lakukan penyesuaian nol mekanis;
2. Jagalah agar mata Anda tegak lurus terhadap penunjuk saat membaca;
3. Saat mengukur resistansi, penyesuaian nol harus dilakukan setiap kali Anda mengganti gigi. Jika tidak bisa mencapai nol, ganti baterai dengan yang baru;
4. Saat mengukur resistansi atau tegangan tinggi, jangan memegang bagian logam dari kabel uji dengan tangan Anda untuk menghindari hambatan tubuh manusia, meningkatkan kesalahan pengukuran atau menyebabkan sengatan listrik;
5. Saat mengukur resistansi pada rangkaian RC, putuskan aliran listrik pada rangkaian dan keluarkan semua listrik yang tersimpan di kapasitor sebelum mengukur kembali. Setelah mengecualikan kesalahan pembacaan manusia, kami melakukan beberapa analisis terhadap kesalahan lainnya.
1. Pemilihan rentang tegangan dan arus multimeter dan kesalahan pengukuran
Tingkat keakuratan multimeter secara umum dibagi menjadi beberapa tingkatan seperti {{0}}.1, 0.5, 1.5, 2.5, 5, dst. Kalibrasi tingkat keakuratan (presisi) tegangan DC, arus, Tegangan AC, arus, dan roda gigi lainnya diwakili oleh persentase kesalahan absolut maksimum yang diijinkan △X dan nilai skala penuh dari rentang yang dipilih. Dinyatakan dengan rumus: A%=(△X/nilai skala penuh)×100%... 1
(1) Kesalahan disebabkan oleh penggunaan multimeter dengan akurasi berbeda untuk mengukur tegangan yang sama
Misalnya: Terdapat tegangan standar 10V, dan diukur dengan dua multimeter pada level 100V dan level 0,5 serta level 15V dan level 2,5. Meteran manakah yang memiliki kesalahan pengukuran terkecil?
Solusi: Dari Persamaan 1: Pengukuran meter pertama: Kesalahan absolut maksimum yang diijinkan
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Tes meteran kedua: kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Dengan membandingkan △X1 dan △X2, terlihat bahwa walaupun ketelitian meter pertama lebih tinggi dibandingkan meter kedua, namun error yang ditimbulkan pada pengukuran menggunakan meter pertama lebih besar dibandingkan error akibat pengukuran menggunakan meter kedua. meter. Oleh karena itu, terlihat bahwa ketika memilih multimeter, semakin tinggi keakuratannya, semakin baik. Dengan multimeter dengan akurasi tinggi, Anda juga perlu memilih rentang pengukuran yang sesuai. Hanya dengan memilih rentang pengukuran yang tepat, potensi keakuratan multimeter dapat terungkap.
(2) Kesalahan disebabkan oleh pengukuran tegangan yang sama dengan rentang multimeter yang berbeda
Misalnya: multimeter MF-30 memiliki tingkat akurasi 2,5. Ia menggunakan roda gigi 100V dan 25V untuk mengukur tegangan standar 23V. Roda gigi mana yang kesalahannya paling kecil?
Solusi: Kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan pada blok 100V:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
Kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan pada blok 25V: △X (25)=±2,5% × 25V=±0.625V. Hal ini dapat dilihat dari solusi di atas:
Gunakan roda gigi 100V untuk mengukur tegangan standar 23V. Nilai pada multimeter adalah antara 20.5V dan 25.5V. Gunakan roda gigi 25V untuk mengukur tegangan standar 23V. Nilai pada multimeter adalah antara 22.375V dan 23.625V. Dilihat dari hasil diatas, △X (100) lebih besar dari △X (25), yaitu error pengukuran blok 100V jauh lebih besar dibandingkan error pengukuran blok 25V. Oleh karena itu, ketika multimeter mengukur voltase yang berbeda, kesalahan yang dihasilkan dengan mengukur dengan rentang yang berbeda juga berbeda. Di bawah kondisi bahwa nilai sinyal yang diukur terpenuhi, roda gigi dengan jangkauan kecil harus dipilih sebanyak mungkin. Ini meningkatkan akurasi pengukuran.
(3) Kesalahan yang disebabkan oleh pengukuran dua tegangan berbeda dengan rentang multimeter yang sama
Misalnya: multimeter MF-30 memiliki akurasi 2,5. Ia menggunakan roda gigi 100V untuk mengukur tegangan standar 20V dan 80V. Roda gigi mana yang kesalahannya paling kecil?
Solusi: Kesalahan relatif maksimum: △A%=kesalahan absolut maksimum △X/penyesuaian tegangan standar terukur × 100%, kesalahan absolut maksimum pada blok 100V △X (100)=±2,5% × 100V { {8}} ±2,5V.
Untuk 20V, nilai indikasinya antara 17.5V-22.5V. Kesalahan relatif maksimum adalah: A(20)%=(±2,5V/20V)×100%=±12,5%.
Untuk 80V, nilai indikasinya antara 77.5V-82.5V. Kesalahan relatif maksimumnya adalah:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Membandingkan kesalahan relatif maksimum dari tegangan terukur 20V dan 80V, kita dapat melihat bahwa tegangan 20V dan 80V memiliki kesalahan yang jauh lebih besar daripada tegangan 80V. Oleh karena itu, bila menggunakan multimeter dengan rentang yang sama untuk mengukur dua voltase berbeda, voltase yang mendekati nilai skala penuh akan memiliki akurasi lebih tinggi. Oleh karena itu, saat mengukur tegangan, tegangan yang diukur harus ditunjukkan di atas 2/3 jangkauan multimeter. Hanya dengan cara ini kesalahan pengukuran dapat dikurangi.
2. Pemilihan Jarak dan Kesalahan Pengukuran Penghalang Listrik
Setiap rentang hambatan listrik dapat mengukur nilai hambatan mulai dari 0 hingga ∞. Skala ohmmeter adalah skala terbalik yang tidak linier dan tidak rata. Hal ini dinyatakan sebagai persentase panjang busur penggaris. Selain itu, resistansi internal setiap rentang sama dengan angka skala pusat dikalikan dengan panjang busur penggaris, yang disebut “resistansi pusat”. Artinya, ketika resistansi yang diukur sama dengan resistansi pusat dari rentang yang dipilih, arus yang mengalir dalam rangkaian adalah setengah dari arus skala penuh. Penunjuknya berada di tengah skala. Akurasinya dinyatakan dengan rumus berikut:
R%=(△R/resistansi tengah)×100%……2
(1) Saat menggunakan multimeter untuk mengukur resistansi yang sama, kesalahan disebabkan oleh pemilihan rentang yang berbeda
Misalnya: multimeter MF{{0}}, resistansi pusat blok Rxl0 adalah 250Ω; resistansi pusat blok R×l00 adalah 2,5kΩ. Tingkat akurasinya adalah level 2,5. Gunakan untuk mengukur resistansi standar 500Ω, dan tanyakan apakah Anda menggunakan blok R×l0 atau blok R×100 untuk mengukur, mana yang memiliki kesalahan lebih besar? Solusi: Dari Persamaan 2:
Kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan dari blok R×l0 adalah △R(10)=resistansi pusat×R%=250Ω×(±2,5)%=±6,25 Ω. Gunakan untuk mengukur resistansi standar 500Ω, dan nilai indikasi resistansi standar 500Ω adalah antara 493,75Ω dan 506,25Ω. Kesalahan relatif maksimum adalah: ±6,25±500Ω×100%=±1,25%.
Kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan dari blok R×l00 adalah △R (100)=resistansi pusat × R% 2,5kΩ × (±2,5)%=±62,5Ω. Gunakan untuk mengukur resistansi standar 500Ω, dan nilai indikasi resistansi standar 500Ω adalah antara 437,5Ω dan 562,5Ω. Kesalahan relatif maksimum adalah: ±62,5±500Ω×100%=±10,5%.
Perbandingan hasil perhitungan menunjukkan bahwa kesalahan pengukuran sangat bervariasi ketika rentang resistansi yang berbeda dipilih. Oleh karena itu, ketika memilih rentang roda gigi, usahakan untuk menjaga nilai resistansi yang diukur di tengah panjang busur skala rentang. Akurasi pengukuran akan lebih tinggi.
