如何正確選購(gòu)數(shù)字萬(wàn)用表                                                                                                 如何正確選購(gòu)數(shù)字萬(wàn)用表
從資料上看,數(shù)字多用表(DMM)的模式有幾百種之多。為了挑選出合用的DMM是一件很傷腦筋的事。問(wèn)題是如何找到價(jià)錢(qián)適當(dāng)而性能符合需要的DMM。在選擇之前,先要確定需要測(cè)量的量值是什么。
你做精密的計(jì)量工作嗎 ? 真的是用到第 7 位或第 8 位數(shù)字進(jìn)行測(cè)量嗎 ? 如果是, 就應(yīng)選購(gòu)高準(zhǔn)確度的臺(tái)面式 DMM,因?yàn)樗姆€(wěn)定性很好。如要用在定制系統(tǒng)中可選擇 6 1/2位的能與 PXI和 VXI 兼容的 DMM 。
一般說(shuō)來(lái), 有許多 DMM 的準(zhǔn)確度和分辨率都很高,但是要求測(cè)量的結(jié)果并不一定要有這么高的準(zhǔn)確度和分辨率。雖然分辨率是DMM設(shè)計(jì)上的**性能,但是實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的測(cè)量畢竟有賴于測(cè)量技術(shù)的優(yōu)劣。例如用81/2位DMM做測(cè)量, 必須十分小心謹(jǐn)慎和有經(jīng)驗(yàn), 否則光有** DMM不一定能測(cè)量出好的結(jié)果來(lái)。
另一方面 ,有許多低檔DMM也可能是恰當(dāng)?shù)倪x擇對(duì)象。如果只要求測(cè)量準(zhǔn)確度是5%,測(cè)量功能又不多，那就選購(gòu)低檔的DMM。 DMM都能測(cè)的基本量：交、直流電壓、電流和電阻。
有些人的測(cè)量需求處在以上兩種極端情況之間。選購(gòu)什么樣的 DMM 就難以下定決心。因?yàn)樗麄円笥休^高的測(cè)量準(zhǔn)確度和分辨率,又要價(jià)錢(qián)便宜。若要做出*好的選擇, 建議他們仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)和有關(guān)腳注資料。

閱讀小體字腳注
有多種高準(zhǔn)確度的臺(tái)面式 DMM 和低檔手持式 DMM 。但是各種 DMM的技術(shù)指標(biāo)表達(dá)式缺乏一致性。例如直流電壓的準(zhǔn)確度有的表示為讀數(shù)的 % 再加上量程的 % 。有的表示為讀數(shù)的 % 加上幾多個(gè)計(jì)數(shù),還有的表表示為讀數(shù)的 % 再加幾伏特。對(duì)于一種特定的 DMM 來(lái)說(shuō) , 如果知道了它的滿度值對(duì)應(yīng)多少個(gè)計(jì)數(shù),就能把一種表達(dá)式換算成另一種表達(dá)式。以上三種表達(dá)式都經(jīng)常見(jiàn)到。
但是在什么樣的測(cè)試條件下所說(shuō)的準(zhǔn)確度才能實(shí)現(xiàn)呢? 從說(shuō)明書(shū)中可以看到, 規(guī)定測(cè)試條件為：準(zhǔn)確度在 DMM 計(jì)量校準(zhǔn)后一年之內(nèi)有效,而且環(huán)境溫度是 23 ℃土 5 ℃。其它尚有 90 天的準(zhǔn)確度和 24 小時(shí)準(zhǔn)確度的時(shí)間限制。 DMM 的準(zhǔn)確度各種各樣,無(wú)法直接進(jìn)行比較, 除非是都在同樣的有效時(shí)間段內(nèi)來(lái)比較。另外, 在加電后預(yù)熱一定時(shí)間后才能達(dá)到準(zhǔn)確度要求。
有些 DMM 內(nèi)有一個(gè)集成的參考標(biāo)準(zhǔn)源, 有自校準(zhǔn)能力, 就是說(shuō)這種 DMM 即使處在 23 ℃土 5℃環(huán)境之外使用也能保證它的測(cè)量準(zhǔn)確度。例如National儀器公司的PXI-4070型 DMM, 即使處在 0 ℃ -50 ℃環(huán)境中,經(jīng)過(guò)自校準(zhǔn)后也能保證它的測(cè)量準(zhǔn)確度。如果一臺(tái) DMM 在校準(zhǔn)溫度范圍以外使用, 而未經(jīng)校準(zhǔn),其測(cè)量準(zhǔn)確度指標(biāo)必定會(huì)降低。例如若考慮到它的溫度系數(shù)：± (讀數(shù)的5ppm+量程的1ppm) /0C ,它在 50 ℃而不是在 28℃ (50 ℃是 23 ℃± 5 ℃的上限 ) 進(jìn)行測(cè)量要有附加的誤差 : ± ( 讀數(shù)的 11Oppm+ 量程的 22ppm )。對(duì)于某些 DMM 來(lái)說(shuō), 附加的誤差可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它在說(shuō)明書(shū)上規(guī)定的準(zhǔn)確度。
說(shuō)明中的小字體腳注就是對(duì)規(guī)定準(zhǔn)確度限定條件的補(bǔ)充。但是給出 6 個(gè)甚至 10 個(gè)或 12個(gè)腳注還是不足以說(shuō)清問(wèn)題。例如測(cè)量交流電壓和電流時(shí), 其頻率也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。一個(gè)廠家把頻率以一種方式分段給出它的影響量,而另一個(gè)廠家又以另一種方式給頻率分段。例如一家把 60Hz( 或 50Hz) 包括在 10Hz—3kHz 段內(nèi), 而另一家又把它包括在45Hz—50OHz頻段內(nèi), 它們都用許多個(gè)腳注來(lái)說(shuō)明其全部想告訴用戶的內(nèi)容。
波峰系數(shù)也存在同樣的問(wèn)題。波峰系數(shù)定義為峰值除以它的有效值。一般說(shuō)來(lái),波峰系數(shù)大的信號(hào)只是偶而與它的平均值偏差較大。放峰系數(shù)大對(duì)應(yīng)著的測(cè)量誤差也較大。一個(gè)腳注限定一個(gè)交流信號(hào)的準(zhǔn)確度指標(biāo),還必須限制被測(cè)信號(hào)的波峰系數(shù)在可以允許的范圍之內(nèi), 才能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。
除信號(hào)形狀對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響外,信號(hào)的大小和頻率也必須限制在某一定范圍之內(nèi)才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。否則DMM的輸入電路會(huì)被損壞。例如Fluke的 170 系列中的DMM, 限制輸入信號(hào)的電壓與它頻率的乘積 V -Hz 要小于 1 × 10↑7 。有許多 DMM 都有 1000Vac 量程,允許信號(hào)頻率是在 10 kHz 以下。
測(cè)量的讀數(shù)率與分辨率有直接的聯(lián)系。例如 Signametrics SMX2044 是一種 6 1/2 位的 DMM。在如此分辨率上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)率是 30 個(gè)讀數(shù)/每秒。若要增加讀數(shù)率就必須降低分辨率（即減少位數(shù)) 。例如任選一種 DMM,它的讀數(shù)率是 1000 個(gè)讀數(shù) / 每秒 , 它的分辨率是 4 1/2 位。類似制約關(guān)系也適用于其它廠家的高分辨率 DMM。在腳注里說(shuō)明了讀數(shù)率和分辨率之間的制約關(guān)系。
許多 DMM 有不同的滿度量程, 難以相互比較 , 例如有兩個(gè)不同的 DMM, 都有電壓量程, 旁邊都有乘 10 因數(shù) , 但是一個(gè)DMM 的起始量程是 4V, 另一個(gè)起始量程是 1V 。如用它們都測(cè)量 1OV 。一個(gè)用 1V × 1O = 1OV 來(lái)測(cè),另一個(gè)則需用 4V X 1O = 40V 來(lái)測(cè)。前者正好是用滿量程測(cè)10V, 后者則用 40V 量測(cè) 10V,1OV 只是 4OV滿度值 25% 。由于兩個(gè) DMM 之間存在 4 個(gè)因數(shù) ,它們的滿度分辨率就不一樣了。但是在做10V測(cè)量時(shí)用的是它們的實(shí)際分辨率。這就是說(shuō),在4OV表的*低位上存在令人討厭的噪聲比用1OV表測(cè) 1OV 時(shí)的噪聲大 4 倍。
對(duì)低價(jià) DMM, 總的準(zhǔn)確度沒(méi)有限定條件。就此事詢問(wèn)過(guò)有關(guān)的廠家代表, 他們說(shuō), 測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度與使用技巧有很大關(guān)系,他們建議DMM應(yīng)當(dāng)每年校準(zhǔn)一次。這雖是含糊其辭的回答, 但用其建議的方式校準(zhǔn) DMM 增強(qiáng)了使用者對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的信心。
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