Phân tích tác động của lỗi đồng hồ vạn năng đến kết quả đo
Điện trở trong Rv của vôn kế càng lớn thì giá trị đo được càng gần với giá trị thực tế nhỏ hơn điện áp đo được, sai số càng nhỏ và độ nhạy càng cao. Vì vậy, dải điện trở của đồng hồ vạn năng là một thông số của đồng hồ vạn năng. Bài viết này rút ra các kết luận sau thông qua phân tích:
1. Nếu sử dụng hai đồng hồ vạn năng có độ nhạy điện áp khác nhau để đo cùng một đối tượng, sai số đo của đồng hồ vạn năng có độ nhạy điện áp cao hơn sẽ nhỏ hơn sai số đo của đồng hồ vạn năng có độ nhạy điện áp thấp hơn.
2. Đối với các phạm vi khác nhau của cùng một đồng hồ vạn năng, phạm vi điện áp càng lớn thì điện trở trong càng cao và tác động của sai số đến kết quả đo càng nhỏ.
Dưới đây là một ví dụ minh họa tác động của sai số đến kết quả đo. Phân tích lỗi trong quá trình đo điện áp được thể hiện trong hình.
Trong hình, bộ nguồn DC U{0}}v, có điện trở trong r=200K Ω. Một đồng hồ vạn năng có độ nhạy điện áp 20K Ω/V được chọn để đo điện áp này. Sai số ảnh hưởng đến kết quả đo bao nhiêu? Nếu chúng ta chọn 50V thay vì 10V, với điện trở trong là 1M Ω thì sai số đó ảnh hưởng như thế nào đến kết quả đo?
Giải pháp:
Khi đo lần đầu, chọn dải điện áp 10V và điện trở trong Rv=200k Ω thì:
Sai số tương đối là:
Khi đo lần 2 chọn dải điện áp 50V và điện trở trong Rv=1M Ω thì:
Sai số tương đối là:
Có thể thấy, sai số tương đối có tác động nhỏ hơn đến kết quả đo ở lần đo thứ hai. Có nghĩa là, trong quá trình đo, để đảm bảo độ nhạy và giảm sai số đo, đôi khi cũng có thể chọn dải điện áp lớn hơn. Điều này là do dải điện áp càng lớn thì điện trở trong càng lớn và độ nhạy điện áp càng cao. Tất nhiên, không thể chọn dải điện áp quá lớn, nếu không góc lệch của con trỏ sẽ quá nhỏ và kết quả đọc sẽ không chính xác. Điện trở trong của nguồn điện xoay chiều thường thấp và có thể sử dụng đồng hồ vạn năng có độ nhạy điện áp thấp để đo điện áp xoay chiều.
Từ phân tích trên, có thể kết luận rằng khi đo điện áp bằng đồng hồ vạn năng, tốt nhất nên có điện trở trong cao hơn trong dải điện áp của đồng hồ vạn năng, vì đầu đồng hồ của đồng hồ vạn năng được mắc song song với mạch được đo. Điện trở trong của máy đo càng lớn thì tác động của sai số đến kết quả đo càng nhỏ và độ nhạy càng cao.
