Cách chọn dải vạn năng và phân tích sai số đo
Sẽ có một số lỗi khi đo bằng đồng hồ vạn năng. Một số sai số này là sai số đo tối đa cho phép theo cấp độ chính xác của chính đồng hồ đo. Một số lỗi do con người gây ra do điều chỉnh và sử dụng không đúng cách. Hiểu đúng các đặc điểm của đồng hồ vạn năng và nguyên nhân gây ra lỗi đo, đồng thời nắm vững các kỹ thuật và phương pháp đo chính xác, bạn có thể giảm các lỗi đo.
Lỗi đọc của con người là một trong những lý do ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Nó là không thể tránh khỏi nhưng có thể được giảm thiểu. Do đó, cần đặc biệt chú ý đến các điểm sau trong quá trình sử dụng: 1. Trước khi đo, đặt đồng hồ vạn năng nằm ngang và thực hiện điều chỉnh điểm 0 bằng cơ học; 2. Khi đọc, mắt phải nhìn vuông góc với kim chỉ; Khi điều chỉnh nhỏ hơn 0, hãy thay pin mới; 4. Khi đo điện trở hoặc điện áp cao, không dùng tay véo vào phần kim loại của que thử, để tránh làm lệch điện trở của cơ thể người, làm tăng sai số đo hoặc điện giật; Cắt nguồn điện trong mạch và xả điện được lưu trữ trong tụ điện trước khi đo. Sau khi loại trừ các lỗi đọc do con người tạo ra, chúng tôi tiến hành một số phân tích về các lỗi khác.
1. Điện áp vạn năng, lựa chọn phạm vi hiện tại và lỗi đo lường
Các cấp chính xác của đồng hồ vạn năng thường được chia thành nhiều cấp, chẳng hạn như {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5 và 5. Đối với điện áp DC, dòng điện, điện áp AC, dòng điện, v.v., hiệu chuẩn của mức độ chính xác (accuracy) được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm của sai số tối đa cho phép △X và giá trị thang đo đầy đủ của phạm vi đã chọn. Được biểu thị bằng công thức: Phần trăm =(△X/giá trị toàn thang đo)×100 phần trăm ... 1
(1) Sử dụng đồng hồ vạn năng có độ chính xác khác nhau để đo sai số do cùng một điện áp tạo ra
Ví dụ: Có điện áp tiêu chuẩn 10V và được đo bằng hai đồng hồ vạn năng có bánh răng 100V, mức 0,5 và mức 15V, mức 2,5. Đồng hồ nào có sai số đo nhỏ nhất?
Lời giải: Từ công thức 1 ta được: **đo khối mét: *tối đa **sai số cho phép
△X{{0}}±0.5 phần trăm ×100V=±0,50V.
△X{{0}}±2,5 phần trăm ×l5V=±0,375V.
So sánh △X1 và △X2, có thể thấy rằng mặc dù độ chính xác của đồng hồ thứ nhất cao hơn của đồng hồ thứ hai, nhưng sai số do phép đo của đồng hồ thứ nhất lại lớn hơn sai số do phép đo của đồng hồ thứ hai đồng hồ. Do đó có thể thấy khi chọn đồng hồ vạn năng có độ chính xác càng cao càng tốt. Với đồng hồ vạn năng có độ chính xác cao thì cần chọn dải đo phù hợp. Chỉ bằng cách chọn phạm vi chính xác, độ chính xác tiềm năng của đồng hồ vạn năng mới có thể phát huy tác dụng.
(2) Lỗi do đo cùng một điện áp với các phạm vi khác nhau của đồng hồ vạn năng
Ví dụ: Đồng hồ vạn năng MF-30, độ chính xác của nó là 2,5, chọn bánh răng 100V và bánh răng 25V để đo điện áp chuẩn 23V, bánh răng nào có sai số nhỏ hơn?
Giải pháp: Lỗi cho phép đo tối đa khối 100V:
X(100)=±2,5 phần trăm ×100V=±2,5V.
Sai số đo tối đa cho phép đối với thiết bị 25V: △X(25)=±2,5 phần trăm ×25V=±0.625V. Có thể thấy từ giải pháp trên rằng:
Sử dụng khối 100V để đo điện áp tiêu chuẩn 23V và chỉ báo trên đồng hồ vạn năng nằm trong khoảng 20,5V-25.5V. Sử dụng khối 25V để đo điện áp tiêu chuẩn 23V và chỉ báo trên đồng hồ vạn năng nằm trong khoảng 22.375V-23.625V. Từ các kết quả trên, △X(100) lớn hơn △X(25), nghĩa là sai số của phép đo khối 100V lớn hơn nhiều so với lỗi của phép đo khối 25V. Do đó, khi đồng hồ vạn năng đo các điện áp khác nhau, các lỗi được tạo ra bởi các phạm vi khác nhau là khác nhau. Trong trường hợp đáp ứng giá trị của tín hiệu cần đo, nên chọn bánh răng có dải đo nhỏ nhất có thể. Điều này làm tăng độ chính xác của phép đo.
(3) Lỗi do đo hai điện áp khác nhau với cùng một phạm vi của đồng hồ vạn năng
Ví dụ: Đồng hồ vạn năng MF-30, độ chính xác là 2,5, dùng khối 100V để đo điện áp chuẩn 20V và 80V, khối nào sai số nhỏ hơn?
Giải pháp: Sai số tương đối tối đa: △A phần trăm =Sai số tuyệt đối tối đa △X/điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn đo được×100 phần trăm , sai số tuyệt đối tối đa của bánh răng 100V △X(100)=±2,5 phần trăm ×100V =±2,5V.
Đối với 20V, giá trị chỉ thị của nó nằm trong khoảng 17,5V-22.5V. Lỗi tương đối tối đa là: A(20) phần trăm =(±2,5V/20V)×100 phần trăm =±12,5 phần trăm .
Đối với 80V, giá trị chỉ báo của nó nằm trong khoảng 77,5V-82.5V. Lỗi tương đối tối đa của nó là:
A(80) phần trăm =±(2,5V/80V)×100 phần trăm =±3,1 phần trăm .
So sánh sai số tương đối tối đa của điện áp đo được 20V và 80V, có thể thấy rằng sai số của cái trước lớn hơn nhiều so với sai số của cái sau. Do đó, khi sử dụng cùng một dải của đồng hồ vạn năng để đo hai điện áp khác nhau, điện áp nào gần với giá trị toàn thang đo hơn sẽ có độ chính xác cao hơn. Do đó, khi đo điện áp, điện áp đo được phải được chỉ định trên 2/3 phạm vi của đồng hồ vạn năng. Chỉ bằng cách này, lỗi đo lường mới có thể giảm.
2. Lựa chọn phạm vi và lỗi đo lường của hàng rào điện
Mỗi dải điện trở có thể đo giá trị điện trở từ 0 đến ∞. Thang đo của một ôm kế là một thang đo phi tuyến tính, không đồng đều, đảo ngược. Nó được biểu thị bằng phần trăm chiều dài cung của thang đo. Hơn nữa, điện trở trong của mỗi phạm vi bằng hệ số nhân của số thang đo trung tâm của chiều dài cung của thang đo, được gọi là "điện trở trung tâm". Điều đó có nghĩa là, khi điện trở đo được bằng với điện trở trung tâm của phạm vi đã chọn, dòng điện chạy trong mạch bằng một nửa dòng điện toàn thang đo. Con trỏ chỉ tâm của thang đo. Độ chính xác của nó được biểu thị bằng công thức sau:
Phần trăm R =(△R/kháng trung tâm)×100 phần trăm ……2
(1) Khi sử dụng đồng hồ vạn năng để đo cùng một điện trở, lỗi do chọn các phạm vi khác nhau
Ví dụ: Đồng hồ vạn năng MF{{0}}, điện trở trung tâm của khối Rxl0 là 250Ω; điện trở trung tâm của khối Rxl00 là 2,5kΩ. Lớp chính xác là 2,5. Dùng nó để đo điện trở tiêu chuẩn 500Ω, hỏi dùng bánh răng R×l0 hay bánh răng R×100 để đo thì sai số cái nào lớn hơn? Lời giải: Từ công thức 2:
R×l0 chặn lỗi tuyệt đối tối đa cho phép △R(10)=điện trở trung tâm×R phần trăm =250Ω×(±2,5) phần trăm =±6,25Ω. Sử dụng nó để đo điện trở tiêu chuẩn 500Ω, sau đó giá trị được chỉ định của điện trở tiêu chuẩn 500Ω nằm trong khoảng 493,75Ω-506,25Ω. Sai số tương đối tối đa là: ±6,25÷500Ω×100 phần trăm =±1,25 phần trăm .
Sai số tuyệt đối tối đa cho phép của khối R×l00 △R(100)=điện trở trung tâm×R phần trăm 2,5kΩ×(±2,5) phần trăm =±62,5Ω. Sử dụng nó để đo điện trở tiêu chuẩn 500Ω, sau đó giá trị được chỉ định của điện trở tiêu chuẩn 500Ω nằm trong khoảng 437,5Ω-562,5Ω. Sai số tương đối tối đa là: ±62,5÷500Ω×100 phần trăm =±10,5 phần trăm .
So sánh kết quả tính toán cho thấy sai số đo thay đổi rất nhiều khi chọn các dải điện trở khác nhau. Do đó, khi chọn phạm vi bánh răng, hãy cố gắng đặt giá trị điện trở đo được ở giữa chiều dài cung của thang đo phạm vi. Độ chính xác của phép đo sẽ cao hơn.
