Bagaimana memilih rentang multimeter dan analisis kesalahan pengukuran
Akan ada beberapa kesalahan saat mengukur dengan multimeter. Beberapa kesalahan ini adalah kesalahan absolut maksimum yang diizinkan oleh kelas akurasi meteran itu sendiri. Beberapa adalah kesalahan manusia yang disebabkan oleh penyesuaian dan penggunaan yang tidak tepat. Memahami dengan benar karakteristik multimeter dan penyebab kesalahan pengukuran, dan menguasai teknik dan metode pengukuran yang benar, Anda dapat mengurangi kesalahan pengukuran.
Kesalahan pembacaan manusia adalah salah satu alasan yang mempengaruhi akurasi pengukuran. Itu tidak dapat dihindari, tetapi dapat diminimalkan. Oleh karena itu, perhatian khusus harus diberikan pada hal-hal berikut yang digunakan: 1. Tempatkan multimeter secara horizontal dan lakukan penyetelan nol mekanis sebelum pengukuran; 2. Jaga agar mata tetap vertikal ke penunjuk saat membaca; 3. Saat mengukur resistansi, penyetelan nol harus dilakukan setiap kali gigi diganti. Jika tidak disetel ke nol, baterai baru harus diganti; 4. Saat mengukur resistansi atau tegangan tinggi, jangan pegang bagian logam dari kabel uji dengan tangan Anda, untuk menghindari shunt dari resistansi tubuh manusia, meningkatkan kesalahan pengukuran atau sengatan listrik; 5. Saat mengukur resistansi di sirkuit RC, perlu untuk mematikan daya di sirkuit dan melepaskan listrik yang tersimpan di kapasitor sebelum melakukan pengukuran. Setelah mengecualikan kesalahan pembacaan manusia, kami melakukan beberapa analisis pada kesalahan lainnya.
1. Tegangan multimeter dan pemilihan rentang arus dan kesalahan pengukuran
Tingkat akurasi multimeter umumnya dibagi menjadi {{0}}.1, 0.5, 1.5, 2.5, 5 dan level lainnya. Untuk tegangan DC, arus, tegangan AC, arus, dan roda gigi lainnya, kalibrasi tingkat akurasi (akurasi) dinyatakan dengan persentase kesalahan absolut maksimum △X dan nilai skala penuh dari rentang yang dipilih. Dinyatakan dengan rumus: A persen =(△X/nilai skala penuh)×100 persen ...... 1
(1) Menggunakan multimeter dengan akurasi berbeda untuk mengukur kesalahan voltase yang sama
Misalnya: Ada voltase standar 10V, dan diukur dengan dua multimeter 100V, 0,5 dan 15V, dan 2,5. Alat ukur manakah yang memiliki kesalahan pengukuran terkecil?
Solusi: Diperoleh dari rumus 1: Meter pertama diukur: kesalahan absolut maksimum yang diijinkan
△X{{0}}±0,5 persen ×100V=±0,50V.
Pengukuran tabel kedua: kesalahan absolut maksimum yang diijinkan
△X{{0}}±2,5 persen ×l5V=±0,375V.
Membandingkan △X1 dan △X2, dapat dilihat bahwa meskipun akurasi jam tangan pertama lebih tinggi daripada jam tangan kedua, kesalahan yang dihasilkan oleh pengukuran jam tangan pertama lebih besar daripada jam tangan kedua. Oleh karena itu, terlihat bahwa saat memilih multimeter, semakin tinggi akurasinya, semakin baik. Dengan multimeter dengan akurasi tinggi, perlu untuk memilih rentang yang sesuai. Hanya dengan memilih rentang yang benar, potensi akurasi multimeter dapat dimainkan.
(2) Kesalahan yang disebabkan oleh pengukuran voltase yang sama dengan rentang multimeter yang berbeda
Misalnya: MF-30 multimeter tipe, akurasinya 2,5, pilih gigi 100V dan gigi 25V untuk mengukur tegangan standar 23V, gigi mana yang memiliki kesalahan terkecil?
Solusi: Kesalahan absolut maksimum yang diijinkan dari blok 100V adalah:
X(100)=±2,5 persen ×100V=±2,5V.
Kesalahan absolut maksimum yang diperbolehkan dari blok 25V: △X(25)=±2,5 persen ×25V=±0.625V. Dari solusi di atas dapat diketahui bahwa:
Gunakan roda gigi 100V untuk mengukur tegangan standar 23V, dan nilai yang ditunjukkan pada multimeter adalah antara 20,5V dan 25,5V. Gunakan roda gigi 25V untuk mengukur tegangan standar 23V, dan nilai indikasi pada multimeter adalah antara 22,375V dan 23,625V. Dari hasil di atas, △X (100) lebih besar dari △X (25), yaitu kesalahan pengukuran 100V jauh lebih besar daripada kesalahan pengukuran 25V. Oleh karena itu, ketika multimeter mengukur tegangan yang berbeda, kesalahan yang dihasilkan oleh rentang yang berbeda juga berbeda. Dalam hal memuaskan nilai sinyal terukur, kisaran kecil harus dipilih sebanyak mungkin. Ini meningkatkan akurasi pengukuran.
(3) Kesalahan yang disebabkan oleh pengukuran dua voltase berbeda dengan rentang multimeter yang sama
Misal: MF-30 multimeter tipe, akurasinya 2,5, gunakan roda gigi 100V untuk mengukur tegangan standar 20V dan 80V, gigi mana yang memiliki kesalahan terkecil?
Solusi: Kesalahan relatif maksimum: △A persen =kesalahan absolut maksimum △X/penyesuaian voltase standar terukur×100 persen , kesalahan absolut maksimum blok 100V △X(100)=±2,5 persen ×100V =±2,5V.
Untuk 20V, nilai indikasinya antara 17,5V-22.5V. Kesalahan relatif maksimum adalah: A(20) persen =(±2,5V/20V)×100 persen =±12,5 persen .
Untuk 80V, nilai indikasinya antara 77,5V-82.5V. Kesalahan relatif maksimumnya adalah:
A(80) persen =±(2,5V/80V)×100 persen =±3,1 persen .
Membandingkan kesalahan relatif maksimum dari tegangan terukur 20V dan 80V, dapat dilihat bahwa kesalahan yang pertama jauh lebih besar daripada yang terakhir. Oleh karena itu, saat menggunakan rentang multimeter yang sama untuk mengukur dua voltase berbeda, siapa pun yang lebih dekat ke nilai rentang penuh memiliki akurasi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, saat mengukur voltase, voltase yang diukur harus ditunjukkan lebih dari 2/3 rentang multimeter. Hanya dengan cara ini kesalahan pengukuran dapat dikurangi.
2. Pemilihan rentang dan kesalahan pengukuran penghalang listrik
Setiap rentang penghalang listrik dapat mengukur nilai resistansi dari 0 hingga ∞. Skala ohmmeter adalah skala terbalik yang tidak linier dan tidak rata. Ini dinyatakan sebagai persentase panjang busur penggaris. Dan resistansi internal setiap rentang sama dengan skala pusat dari panjang busur skala dikalikan dengan faktor pengali, yang disebut "resistansi pusat". Artinya, ketika resistansi yang diukur sama dengan resistansi pusat dari rentang yang dipilih, arus yang mengalir di rangkaian adalah setengah dari arus skala penuh. Penunjuk menunjuk di tengah skala. Akurasinya dinyatakan sebagai:
R persen =(△R/tahanan tengah)×100 persen ……2
(1) Saat mengukur resistansi yang sama dengan multimeter, 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 2,5. Gunakan untuk mengukur resistansi standar 500Ω, dan tanyakan balok R×10 dan balok R×100 untuk mengukur, mana yang memiliki kesalahan terbesar? Solusi: Dari rumus 2, kita dapatkan:
R×l0 blokir kesalahan absolut maksimum yang diijinkan △R(10)=hambatan tengah×R persen =250Ω×(±2,5) persen =±6,25Ω. Gunakan untuk mengukur resistansi standar 500Ω, nilai indikasi resistansi standar 500Ω adalah antara 493,75Ω-506.25Ω. Kesalahan relatif maksimum adalah: ±6,25÷500Ω×100 persen =±1,25 persen .
Kesalahan absolut maksimum yang diijinkan dari R×l00 blok △R(100)=hambatan tengah×R％2.5kΩ×(±2.5)％=±62.5Ω. Gunakan untuk mengukur resistansi standar 500Ω, nilai indikasi resistansi standar 500Ω adalah antara 437,5Ω-562.5Ω. Kesalahan relatif maksimum adalah: ±62,5÷500Ω×100 persen =±10,5 persen .
Perbandingan hasil perhitungan menunjukkan bahwa ketika rentang resistansi yang berbeda dipilih, kesalahan yang dihasilkan oleh pengukuran sangat berbeda. Oleh karena itu, saat memilih rentang roda gigi, usahakan untuk membuat nilai resistansi yang diukur di tengah panjang busur skala rentang. Akurasi pengukuran akan lebih tinggi.
