数字万用表的校准方法

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法。
3、数字万用表常见术语
问题是这种测量方法只 适用于纯正弦波,而在现实 的电气装置中根本不存在纯 正弦波。如右图所示的波形 图是一个接入个人电脑后所 产生的典型电流波形图。方 均根值仍然是1安培,但是峰 值要明显高于纯正弦波时的 峰值,为2.6安培。同时平均
值则小得多,为0.55安培。
3、数字万用表常见术语
如果这个波形用“平均读数,按有效值校准”的测量仪进行测 量,它的读数为0.61安培,比真有效值(1安培)少了将近40%。 两种仪器在测量时的工作原理:
按有效值校准的平均值测量仪工作时, 先采集输入电流瞬时 值的平均值,最后显示这个平均值的平方根值。
真有效值仪表工作时,先采集输入电流的瞬时值平方,按时 间取平均值,最后显示这个平均值的平方根值。(完全按照有效 值的定义来设计仪器在测量时的采样规则,所以才叫真有效值)
3、数字万用表常见术语
(3)、重复性(与复现性区别) 在相同测量条件下,测量器具对重复使用相同的被测量提供
非常接近的示值的能力。相同的测量条件包括:相同的测试程序、 相同的观测者、在相同条件下使用相同的测量设备、相同的地点 和在短时间内进行重复测量。 (4)、稳定性(冠以时间概念:1年、24h、5min)
(8)由于液晶显示器本身不发光,只能反射外界的光线,因此不便于 夜间观察读数。但对于某些数字万用表(如VC97型、Fluke87型), 只要开启背光源,读数就清晰可见。
(9)有些数字万用表(如DT840D、DT1000)型具有自动关机功能,当 仪表停止使用或停留在某一挡位的时间超过15min时,能自动切断 主电源,使仪表进入低功耗的备用状态。此时仪表不能继续测 量,必须按动两次电源开关,才可恢复正常。对于这类仪表,使 用过程中发现LCD突然消隐,证明仪表进入备用状态,而并非出现 故障。
• (2)数字万用表的准确度指标仅在标准条件下才有效,通常环境温 度为23±5℃(即18-28℃),相对湿度RH<80%。实际使用时不 得超出规定的使用条件,一般为0-40℃,RH<85%。
6.数字万用表使用的注意事项
(3)只有在装好电池和熔丝管并且盖好电池盖之后,才允许进行测量。
(4)刚开始测量时仪表会出现跳数现象,应等显示值稳定后再读数。
波峰因数=峰值/有效值 =1.414
波形因数=有效值/平均值 =1.111
3、数字万用表常见术语
在测量一个纯正弦波(仅限于纯正弦波)时,简单的测出平 均值(0.636倍峰值),再乘以波形因数1.111(即0.707倍峰值) 所得到的数值是完全正确的,这个数值也被称为有效值。这种方 法被广泛用于所有的模拟测量仪(此时平均值是靠线圈运动的惯 性和阻尼作用来实现的)和所有旧式、仪表和大多数电流表数字 万用表上。这种技术被称为“平均读数,按有效值校准”的测量方
3、数字万用表常见术语
上图所示为同一回路上的两种卡钳式电流表的读数差别。两 个测量仪都运行正常,且按照生产厂家的要求进行了校准,主要 的差别就在于测量方法的不同。
左边的电流表是真有效值测量仪,右边的是按有效值校准的 平均值测量仪。在很好的理解它们差异所在之前必须首先了解有 效值的确切含义。
有效值:交流电流的有效值(RMS)等于在同一电阻性负载 回路中,与其产生等热量的直流电流的大小。产生的热量和电流 平方的平均值成正比,也就是说电流值和这个平方的平均值开方 后的值也就是有效值成正比。
•6.数字万用表使用的注意事项
(10)假如事先无法估计被测电压(或电流)的大小,应先拨至最高 量程试测一次,再根据情况选择合适的量程。
(11)测量完毕,应将量程开关拨至最高电压挡,防止下次开始测 量时不慎损坏仪表。
(12)倘若仅最高位显示数字“1”,其他位均消隐,证明仪表已发 生过载,应选择更高的量程。
(14)频率响应:表示在某一校准点输入交流电压的误差随频率变 化的关系。即保持交流输入信号电压值不变,交流电压表的准确
度随频率变化的关系。
4、数字电压表及电流表的等效电路图
电压表等效电路图
电流表等效电路图
4 电压源及电流源的等效电路图
i us
u R
电压源等效电路图
+i
is
u
R1
-
电流源等效电路图
相对误差:绝对误差与被测量真值Xr之比。表示为:
γ = Xt − Xr
(相对示值误差为无量纲数)
引用误差:X r绝对误差与测量范围上限(或满量程)Xm之比。
表示为: γ = X t − X r 数表常用的误X m差表现形式(略)
(2)、线性误差
测量仪器输入输出特性实际曲线与理想直线的偏差为线性误差。
测试插座;
• 7.10A电流测试插座。
3、数字万用表常见术语
(1)、示值误差
测量结果Xt与被测量真值Xo之差值为测量器具的示值误差。 由于真值是不可知,故使用约定真值(即标准值)Xr替代真值。
绝对误差:示值Xt与约定真值Xr之差值。表示为:
ΔX = X t − X r (绝对示值的单位与输入量相同)
(6)、响应时间 按规定的量值对测量仪器施加激励到响应达到并保持在规定误差范
围内所需要的时间。 (7)、复现性
在变化的测量条件下,测量器具对同一被测量的测量结果之间的一致性。 (8)、输入阻抗
在工作状态下,测量仪器输入端所呈现的阻抗值,他不来自百度文库零电流和 偏置电流的影响。 (9)、输入零电流
在工作状态下,在输入信号为零时,测量仪器的输入电路中有仪器内 部电路引起的电流。 (10)、串模抑制比和共模抑制比
3、数字万用表常见术语
值得注意的是尽管两种仪表在测量失真波形的时候读数不 同,而它们在测量纯正弦波时却读数一致。这个状态(就是两种 测量仪的校准状态,因而两个测量仪都可以看作为已经校准过了) 仅限用于正弦波。
(13)数字万用表位数的含义
显示位数通常为31/2位、41/2位、51/2位、61/2位、71/2位、 81/2位共6种。判定数字仪表的位数有两条原则:①能显示0~9所 有数字的位是整数位;②分数位的数值是以最大显示值中最高位 数字为分子,用满量程时最高数字作分母。例如,某数字仪表的 最大显示值为1999,满量程计数值为2000,这表明该仪表有3个整 数位,而分数位的分子为1,分母是2,故称之为31/2位,读作三 位半。
5.数字万用表的使用
(1)、电压的测量
A、直流电压的测量
首先将黑表笔插进“com”端,红表笔插进“V Ω ”端。把旋 钮选到比估计值大的量程(注意:表盘上的数值均为最大量 程,“V-”表示直流电压档,“V~”表示交流电压档,“A”是电流 档),接着把表笔接被测两端,保持接触稳定。数值可以直接 从显示屏上读取,若显示为“1.”,则表明量程太小,那么就要加 大量程后再测量。如果在数值左边出现“-”,则表明表笔极性与 实际电源极性相反,此时红表笔接的是负极。 B、交流电压的测量
(5)尽管数字万用表内部有比较完善的保护措施,仍要尽量避免出现 操作上的误动作.例如用电流挡去测电压,用电阻挡去测电压或 电流,用电容挡去测带电的电容器等,以免损坏仪表.
(6)测量之前必须明确现在要测什么和怎样测法,然后选择相应的测 量项目及合适的量程。每一次拿起表笔准备测量时,务必再核对 一下测量项目及量程开关是否拨对位置,输入插孔(或专用插口) 是否选对。对于自动转换量程式数字万用表.亦应注意不得按错 功能键,输入插孔亦不要搞错。
表笔插孔与直流电压的测量一样,不过应该将旋钮打到交 流档“V~”处所需的量程即可。交流电压无正负之分,测量方法 跟前面相同。
5.数字万用表的使用
(2)、电流的测量 A、直流电流的测量
先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于400mA的电流,则要将 红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档;若测量小于 400mA的电流,则将红表笔插入 “400mA”插孔,将旋钮打到直流 400mA以内的合适量程。调整好后,就可以测量了。将万用表串进 电路中,保持稳定,即可读数。若显示为“1.”,那么就要加大量 程;如果在数值左边出现“-”,则表明电流从黑表笔流进万用表。 B、交流电流的测量
6.数字万用表使用的注意事项
• (1)使用之前.应仔细阅读数字万用表的说明书,熟悉电源开关、 功能及量程转换开关、功能键(如读数保持键、峰值保持键、交流 /直流选择键、真有效值功能键、相对值功能键、存储键)、输入 插孔、专用插口(例如晶体管插口hFE,电容器插座CAP或Cx,测 温传感器插座TEMP)、旋钮(如手动调零电容挡的零位调节旋钮 ZERO ADJ,自动调零电容挡无此旋钮)、仪表附件(如测温探头、 高压探头、高频探头)的作用。此外,还应了解仪表的极限参数, 出现过载显示、极性显示、低电压指示、其他标志符显示以及声 光报警的特征,掌握小数点位置的变化规律。测量前,尚需仔细 检查表笔有无裂痕,引线的绝缘层有无破损,表笔位置是否插 对,以确保操作人员的安全。
串模抑制比:仪器抑制或衰减高、低输入端之间出现噪声的能力。 共模抑制比:仪器抑制高、低输入端与机箱地之间出现噪声的能力。 (11)、波峰因数 波峰因数可定义为: 波峰因数 = 波形峰值/波形有效值。 在正弦波条件下: 波峰因数 =1.414
3、数字万用表常见术语
(12)、有效值与真有效值
右图 一个电流两种读数,你 相信哪个?图中的回路为一 个有畸变电流的非线性负载 供电。真有效值卡钳式电流 表(左)上的读数是正确 的,而平均值卡钳式电流表 的读数(右)比正确值要低 32%。
◆ 2.数字万用表操作面牌说明
• 1.液晶显示器:显示仪表测量的数 值;
• 2.保持开关:按下此功能,仪表当前 所测数值保持,屏幕上并出现“H”符 号,再次按下弹起, “H”符号消失, 退出保持功能状态;
• 3.旋钮开关:用于改变测量功能及量 程;
• 4.电压,电阻插座; • 5.公共地及电容,溫度“_”极插座; • 6.电容,溫度“+”极及小于400mA电流
测量方法与A相同,不过档位应该打到交流档位。
5.数字万用表的使用
(3)、电阻的测量
将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中,把旋钮打旋到“Ω”中 所需的量程,用表笔接在电阻两端金属部位,测量中可以用手接 触电阻,但不要把手同时接触电阻两端,这样会影响测量精确度 的(人体是电阻很大但是有限大的导体)。读数时,要保持表笔 和电阻有良好的接触;注意单位:在“200”档时单位是“Ω”, 在“2K”到“200K“档时单位为 “KΩ ”,“2M”以上的单位是 “MΩ”。
3、数字万用表常见术语
对于如右图所示的纯正 弦波,有效值是峰值的0.707 倍(或者说峰值是有效值的 即1.414倍)。换句话说,有 效值为1安培的纯正弦波电流 的峰值电流为1.414安培。如 果波形值仅仅被简单的平均 (对半个负波形取反),平 均值就是峰值的0.636倍,或 是有效值的0.9倍。右图所示 为这两个重要的比例关系。
测量器具保持其计量特性恒定的能力。可以用计量特性变化 到某个规定的量所经过的事件表示,也可以用在规定时间内所发 生的变化表示。 (5)、分辨力 (有单位)
测量仪器能显示出的被测量的最小增量。
与灵敏度区别(没有单位):可以探测出的被测信号的最小 变化量。仪器的最终灵敏度取决于其分辨率和最低测量量程。
3、数字万用表常见术语
数字万用表的校准方法
王敬喜 深圳市计量检测研究院
主要内容
一、数字万用表的使用 二、数字万用表校准依据、项目及方法 三、标准器5520A的使用方法 四、不确定度的意义 五、实际操作
一、数字万用表的使用方法
1.数字万用表的概述
数字方用表一般具有交流电压、直流电压、交流电流、直流 电流、电阻等主要功能,除此之外还具有电容测量、频率测量、 温度测量、二极管正向导通、三极管放大倍数及性能测量、数据 记忆及语音报数等功能,给实际检测工作带来很大的方便。
• 6.数字万用表使用的注意事项
(7)禁止在高温、阳光直射、潮湿、寒冷、灰尘多的环境下使用或存 放数字万用表,以免损坏液晶显示器和其他元器件。液晶屏长期 处于高温环境下,表面会发黑,造成水久性损坏。潮湿环境则容 易造成集成电路、印制板的漏电.使测量误差明显增大,甚至引 发其他短路故障。应当在清洁、干燥、环境温度适宜、无外界强 电磁场干扰、没有震动和冲击的条件下使用仪表。
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