מבוא למפרטים טכניים של מולטימטרים דיגיטליים

מבוא למפרטים טכניים של מולטימטרים דיגיטליים

1. מספר ספרות התצוגה ומאפייני התצוגה

ספרות התצוגה של מולטימטר דיגיטלי הן בדרך כלל 31/2 עד 81/2 ספרות. ישנם שני עקרונות לקביעת ספרות התצוגה של מכשיר דיגיטלי:

האחת היא שמספר הספרות שיכולות להציג את כל המספרים מ-0 עד 9 הוא מספר שלם;

השני הוא שהערך המספרי של הספרה השברית מיוצג על ידי הספרה הגבוהה בערך התצוגה הגדול * כמונה. בקנה מידה מלא, הערך הוא 2000, מה שמציין שלמכשיר יש 3 ספרות שלמות. המונה של הספרה העשרונית הוא 1, והמכנה הוא 2, ולכן הוא נקרא 31/2 ספרות, מבוטא כ"שלוש וחצי ספרות". הספרה הגבוהה יכולה להציג רק 0 או 1 (0 בדרך כלל לא מוצג).

הסיבית הגבוהה * של ספרה 32/3 (מבוטא כ"שלוש ושני שלישים ספרות") מולטימטר דיגיטלי יכול להציג רק 0-2 ספרות, כך שערך התצוגה הגדול * הוא ± 2999. באותו מצב, זה גבוה ב-50 אחוז מהגבול של מולטימטר דיגיטלי בן 31/2 ספרות, חשוב במיוחד למדידת מתח AC של 380V.

לדוגמה, בעת מדידת מתח רשת החשמל עם מודד דיגיטלי, הספרה הגבוהה ביותר של מודד דיגיטלי רגיל בן 31/2 ספרות יכולה להיות רק 0 או 1. כדי למדוד מתח רשת חשמל של 220V או 380V, ניתן להשתמש רק בשלוש ספרות. מוצג, והרזולוציה של טווח זה היא רק 1V.

לעומת זאת, שימוש במולטימטר דיגיטלי 33/4-bit למדידת מתח הרשת, הביט הגבוה יכול להציג 0-3, אותו ניתן להציג בארבע ספרות ברזולוציה של 0.1V, שזהה למולטימטר דיגיטלי של 41/2-bit.

מולטימטרים דיגיטליים אוניברסליים שייכים בדרך כלל למולטימטרים כף יד עם תצוגה של 31/2 ספרות. מולטימטרים דיגיטליים בעלי 41/2, 51/2 ספרות (מתחת ל-6 ספרות) מחולקים לשני סוגים: כף יד ושולחן עבודה. רוב המולטימטרים הדיגיטליים השולחניים עם 61/2 ספרות או יותר שייכים לקטגוריה.

המולטימטר הדיגיטלי מאמץ טכנולוגיית תצוגה דיגיטלית מתקדמת, עם תצוגה ברורה ואינטואיטיבית וקריאה מדויקת. זה לא רק מבטיח את האובייקטיביות של הקריאה, אלא גם תואם את הרגלי הקריאה של אנשים, ויכול לקצר את זמן הקריאה או ההקלטה. יתרונות אלה אינם מצויים במולטימטרים אנלוגיים (כלומר מצביע) מסורתיים.

2. דיוק

הדיוק של מולטימטר דיגיטלי הוא שילוב של שגיאות שיטתיות ואקראיות בתוצאות המדידה. הוא מייצג את מידת העקביות בין הערך הנמדד לערך האמיתי, ומשקף גם את גודל שגיאת המדידה. באופן כללי, ככל שהדיוק גבוה יותר, כך שגיאת המדידה קטנה יותר ולהיפך.

ישנן שלוש דרכים להביע דיוק, כדלקמן:

דיוק=± (אחוז RDG פלוס b אחוז FS) (2.2.1)

דיוק=± (אחוז RDG ועוד n מילים) (2.2.2)

דיוק=± (אחוז RDG ועוד b אחוז FS ועוד n מילים) (2.2.3)

במשוואה (2.2.1), RDG מייצג את ערך הקריאה (כלומר ערך תצוגה), FS מייצג את ערך קנה המידה המלא, הפריט הקודם בסוגריים מייצג את השגיאה המקיפה של ממיר ה-A/D והממיר הפונקציונלי (כגון מחלק מתח, מפצל, ממיר RMS אמיתי), והפריט האחרון הוא השגיאה הנגרמת על ידי עיבוד דיגיטלי.

במשוואה (2.2.2), n הוא השינוי בטעות הקוונטיזציה המשתקפת בספרה האחרונה. אם השגיאה של n מילים מומרת לאחוז מקנה מידה מלא, היא הופכת למשוואה (2.2.1). משוואה (2.2.3) היא די ייחודית, ויש יצרנים שמשתמשים בביטוי זה. אחד משני האחרונים מייצג שגיאות שהוכנסו על ידי סביבות או פונקציות אחרות.

הדיוק של מולטימטר דיגיטלי טוב בהרבה מזה של מולטימטר מצביע אנלוגי. אם ניקח לדוגמה את מדד הדיוק של הטווח הבסיסי למדידת מתח DC, הוא יכול להגיע ל- ± {0}}.5 אחוז עבור 3 וחצי סיביות, ו-0.03 אחוז עבור 4 וחצי סיביות.

לדוגמה, מולטימטרים OI857 ו-OI859CF. הדיוק של המולטימטר הוא אינדיקטור חשוב מאוד, המשקף את האיכות ויכולת התהליך של המולטימטר. מולטימטר עם דיוק גרוע קשה לבטא את הערך האמיתי, מה שעלול בקלות להוביל לשיפוט מוטעה במדידה.

3. רזולוציה (רזולוציה)

ערך המתח המתאים למילה האחרונה בטווח המתח הנמוך של מולטימטר דיגיטלי נקרא רזולוציה, המשקפת את רגישות המכשיר.

הרזולוציה של מכשירים דיגיטליים עולה עם מספר הספרות המוצגות. האינדיקטורים ברזולוציה הגבוהה שמולטימטר דיגיטלי עם ספרות שונות יכול להשיג שונים, כגון מודד 31/2 ספרות עם 100 μ V.

ניתן להציג את מדד הרזולוציה של מולטימטר דיגיטלי גם באמצעות רזולוציה. רזולוציה מתייחסת לאחוז * ספרות קטנות (לא כולל אפס) ו* ספרות גדולות שהמכשיר יכול להציג.

לדוגמה, מולטימטר טיפוסי בן 31/2 ספרות יכול להציג רזולוציה של 1/1999 ≈ 0.05 אחוזים, עם מספר קטן של 1 ומספר גדול של 1999.

יש לציין שרזולוציה ודיוק שייכים לשני מושגים שונים. הראשון מאפיין את ה"רגישות" של המכשיר, כלומר את היכולת "לזהות" מתחים קטנים; האחרון משקף את "דיוק" המדידה, כלומר את מידת העקביות בין תוצאות המדידה לערך האמיתי.

השניים אינם קשורים בהכרח, כך שלא ניתן לבלבל ביניהם, שלא לדבר על להניח בטעות שהרזולוציה (או הרזולוציה) דומה לדיוק, שתלוי בשגיאה המקיפה ובשגיאת הקוונטיזציה של ממיר ה-A/D הפנימי והממיר הפונקציונלי של המכשיר. .

מנקודת מבט של מדידה, הרזולוציה היא המדד ה"וירטואלי" (ללא תלות בטעות המדידה), בעוד שהדיוק הוא המדד ה"אמיתי" (הקובע את גודל שגיאת המדידה). לכן, לא ניתן להגדיל את מספר ספרות התצוגה באופן שרירותי כדי לשפר את הרזולוציה של המכשיר.

4. טווח מדידה

במולטימטר דיגיטלי רב תכליתי, לפונקציות שונות יש ערכי מקסימום ומינימום מתאימים שניתן למדוד. לדוגמה, עם מולטימטר בן 41/2 ספרות, טווח הבדיקה של טווח מתח DC הוא 0.01mV עד 1000V.

5. קצב מדידה

מספר הפעמים שמודד דיגיטלי מודד את כמות החשמל הנמדדת בשנייה נקרא קצב המדידה, והיחידה שלו היא "פעמים/שניות. זה תלוי בעיקר בקצב ההמרה של ממיר ה-A/D.

חלק ממולטימטרים דיגיטליים כף יד משתמשים במחזורי מדידה כדי לציין את מהירות המדידה. הזמן הנדרש להשלמת תהליך מדידה נקרא מחזור המדידה.

קיימת סתירה בין קצב המדידה לבין מדדי הדיוק, לרוב ככל שהדיוק גבוה יותר קצב המדידה נמוך יותר וקשה לאזן בין השניים. כדי לפתור סתירה זו, ניתן להגדיר ספרות תצוגה שונות או מתגי המרת מהירות מדידה באותו מולטימטר:

הוסף טווח מדידה מהיר עבור ממירי A/D עם קצבי מדידה מהירים יותר; על ידי הפחתת מספר ספרות התצוגה, ניתן להגדיל באופן משמעותי את קצב המדידה. שיטה זו נמצאת כיום בשימוש נפוץ ויכולה לענות על הצרכים של משתמשים שונים לקצב מדידה.

6. עכבת כניסה

בעת מדידת מתח, המכשיר צריך להיות בעל עכבת כניסה גבוהה, כך שהזרם הנמשך מהמעגל הנמדד במהלך תהליך המדידה יהיה מינימלי ואינו משפיע על מצב העבודה של המעגל הנמדד או מקור האות, מה שיכול להפחית שגיאות מדידה.

לדוגמה, התנגדות הכניסה של מולטימטר דיגיטלי כף יד 31/2-bit בטווח מתח DC היא בדרך כלל 10 μ Ω. טווח מתח ה-AC מושפע מקיבול הכניסה, ועכבת הכניסה שלו נמוכה בדרך כלל מטווח מתח ה-DC.

בעת מדידת זרם, המכשיר צריך להיות בעל עכבת כניסה נמוכה מאוד, אשר יכול למזער את השפעת המכשיר על המעגל הנמדד ככל האפשר לאחר חיבורו למעגל הנמדד. עם זאת, כאשר משתמשים בטווח הזרם של מולטימטר, בגלל עכבת הכניסה הקטנה, קל יותר לצרוב את המכשיר. אנא היזהר בעת השימוש בו.