Восемь советов по оптимизации измерений с помощью цифрового мультиметра
Совет 1: избегайте погрешностей, связанных с контактами и соединительными проводами
Простейший способ устранения погрешностей, связанных с контактами и соединительными проводами, заключается в выполнении нулевого измерения. При измерении постоянного напряжения или сопротивления выберите подходящий измерительный диапазон, замкните пробники между собой и выполните измерение – результат должен быть близок к нулю, – после чего нажмите на кнопку «Ноль». Результат этого измерения будет вычитаться из последующих показаний. Нулевое измерение эффективно работает при измерении постоянного напряжения и сопротивлений. К сожалению, эта методика не годится для измерения переменного напряжения. Преобразователи переменного напряжения не рассчитаны на точную работу в самой нижней части диапазона. Например, параметры аналогового преобразователя в цифровом мультиметре Keysight 34401A нормируются только в диапазоне более 10 % от полной шкалы. Мультиметры Keysight 34410A и 34411A используют цифровые преобразователи и могут работать в диапазоне от 1 % полной шкалы, но и они не могут выполнять измерение при замкнутых пробниках.Контакты
Когда два разнородных металла контактируют между собой, в точке контакта образуется термопара. Термопара генерирует напряжение, которое зависит от температуры. Это напряжение мало, но если вы измеряете малые напряжения или в вашей системе присутствует много контактов, его нужно учитывать. Эффект термопары может возникать в точках соединения с тестируемым устройством, реле (мультиплексорами) и самим мультиметром. Применение соединений медь-медь поможет свести этот эффект к минимуму.
При измерении сопротивления можно использовать функцию компенсации смещения для измерения напряжения смещения и компенсации погрешности. На рис. 1 показаны две схемы, используемые для измерений с компенсацией – одна с источником тока, другая без источника тока. Вычитание результатов второго измерения из первого и деление на известное значение тока дает корректное значение сопротивления. Поскольку для каждого показания выполняется два измерения, это снижает скорость измерений, но повышает их точность. Компенсацию смещения можно использовать как в измерениях по двухпроводной схеме, так и в измерениях по четырехпроводной схеме.
Рис. 1. Компенсация смещения с помощью двух измерений. Первое измерение является стандартным измерением сопротивления, а второе измеряет смещение, создаваемое термоЭДС. Показания прибора представляют собой разность между этими двумя измерениями, поделенную на известное значение тока.
Провода
Наиболее точным методом измерения малых сопротивлений является четырехпроводная схема. Этот метод автоматически компенсирует сопротивление соединительных проводов и контактов. Четырехпроводная схема измерения показана на рис. 2. Подавая известное значение тока от источника и измеряя падение напряжения на неизвестном резисторе, можно рассчитать его сопротивление. Один комплект проводов подает ток на неизвестный резистор. На этом резисторе падает напряжение, измеряемое через другую пару проводов. Ток по проводам, измеряющим напряжение, не течет, поэтому дополнительного падения напряжения в этих проводах не возникает.
Рис. 2. Ток по проводам, измеряющим напряжение, не течет. Мультиметр делит измеренное напряжения на известный ток, вычисляя неизвестное сопротивление.
Внутренние смещения мультиметра
Для компенсации источников погрешности внутри мультиметра используется функция автоматической установки нуля. Если эта функция включена, мультиметр после каждого измерения отключает входной сигнал и регистрирует нулевые показания. Затем он вычитает нулевые показания из предыдущих показаний. Это позволяет компенсировать напряжение смещения, присутствующее на входе мультиметра и влияющее на точность измерения. В четырехпроводных измерениях функция автоматической установки нуля включена всегда, но для двухпроводных измерений ее можно отключить для повышения скорости измерений.
Если функция автоматической установки нуля отключена, мультиметр однократно регистрирует нулевое показание и вычитает его из всех последующих измерений. Новое нулевое измерение выполняется при каждом переключении вида измерения, диапазона или времени интегрирования.
Содержание
- Совет 1: избегайте погрешностей, связанных с контактами и соединительными проводами.
- Совет 2: Измерение больших сопротивлений.
- Совет 3: измерение переменного напряжения с постоянным смещением.
- Совет 4: измерение сигналов низкой частоты цифровым мультиметром.
- Совет 5: выбор датчиков для измерения температуры с помощью цифрового мультиметра.
- Совет 6: выполнение групповых измерений с помощью мультиметра.
- Совет 7: обнаружение пиковых значений с помощью мультиметра.
- Совет 8: для достижения максимальной эффективности измерений используйте специальные принадлежности.
- Новое поколение мультиметров, ставших отраслевым стандартом.
- Технические характеристики 6½-разрядных цифровых мультиметров 34410A/34411A.
