Multimetre aralığı ve ölçüm hatası analizi nasıl seçilir
Bir multimetre ile ölçüm yaparken bazı hatalar olacaktır. Bu hatalardan bazıları, ölçüm cihazının doğruluk sınıfının izin verdiği maksimum mutlak hatalardır. Bazıları yanlış ayar ve kullanımdan kaynaklanan insan hatalarıdır. Multimetrenin özelliklerini ve ölçüm hatalarının nedenlerini doğru bir şekilde anlayın ve doğru ölçüm teknikleri ve yöntemlerinde ustalaşarak ölçüm hatalarını azaltabilirsiniz.
İnsan okuma hatası, ölçüm doğruluğunu etkileyen sebeplerden biridir. Kaçınılmazdır, ancak en aza indirilebilir. Bu nedenle kullanımda aşağıdaki noktalara özellikle dikkat edilmelidir: 1. Multimetreyi yatay olarak yerleştirin ve ölçümden önce mekanik sıfır ayarı yapın; 2. Okurken gözleri imlece dik tutun; 3. Direnci ölçerken, her vites değişiminde sıfır ayarı yapılmalıdır. Sıfıra ayarlanmadığında yeni bir pil değiştirilmelidir; 4. Direnci veya yüksek voltajı ölçerken, insan vücudunun direncinin şantlaşmasını önlemek, ölçüm hatasını veya elektrik çarpmasını artırmak için test ucunun metal kısmını elinizle tutmayın; 5. RC devresinde direnç ölçümü yapılırken, ölçüm yapılmadan önce devredeki gücün kapatılması ve kondansatörde depolanan elektriğin boşaltılması gerekir. İnsan okuma hatalarını çıkardıktan sonra, diğer hatalar üzerinde bazı analizler yapıyoruz.
1. Multimetre voltaj ve akım aralığı seçimi ve ölçüm hatası
Multimetrenin doğruluk düzeyi genellikle {{0}}.1, 0.5, 1.5, 2.5, 5 ve diğer düzeylere ayrılır. DC gerilimi, akım, AC gerilimi, akım ve diğer dişliler için doğruluk (doğruluk) derecesinin kalibrasyonu, izin verilen maksimum mutlak hata △X'in yüzdesi ve seçilen aralığın tam ölçek değeri ile ifade edilir. Şu formülle ifade edilir: Yüzde =(△X/tam ölçek değeri)×yüzde 100 ...... 1
(1) Aynı voltajın hatasını ölçmek için farklı doğrulukta multimetreler kullanmak
Örneğin: 10V standart bir voltaj vardır ve 100V, 0,5 ve 15V ve 2,5 olmak üzere iki multimetre ile ölçülür. En küçük ölçüm hatasına sahip sayaç hangisidir?
Çözüm: Formül 1'den elde edilir: İlk sayaç ölçülür: izin verilen maksimum mutlak hata
△X{{0}}±0,5 yüzde ×100V=±0,50V.
İkinci tablo ölçümü: izin verilen maksimum mutlak hata
△X{{0}±2,5 yüzde ×l5V=±0,375V.
△X1 ve △X2 karşılaştırıldığında, birinci saatin doğruluğu ikinci saatten daha yüksek olmasına rağmen, birinci saatin ölçümünden kaynaklanan hatanın ikinci saatinkinden daha büyük olduğu görülebilir. Bu nedenle, bir multimetre seçerken doğruluk ne kadar yüksek olursa o kadar iyi olduğu görülebilir. Yüksek doğruluğa sahip bir multimetre ile uygun aralığı seçmek gerekir. Yalnızca doğru aralığı seçerek multimetrenin potansiyel doğruluğu devreye alınabilir.
(2) Bir multimetrenin farklı aralıklarında aynı voltajın ölçülmesinden kaynaklanan hata
Örneğin: MF-30 tipi multimetre, doğruluğu 2,5'tir, 23V standart voltajı ölçmek için 100V dişli ve 25V dişli seçin, hangi dişli en küçük hataya sahiptir?
Çözüm: 100V bloğunun izin verilen maksimum mutlak hatası:
X(100)=±2,5 yüzde ×100V=±2,5V.
25V bloğunun izin verilen maksimum mutlak hatası: △X(25)=±2,5 yüzde ×25V=±0,625V. Yukarıdaki çözümden şu görülebilir:
23V standart voltajı ölçmek için 100V dişli kullanın ve multimetre üzerinde belirtilen değer 20,5V ile 25,5V arasındadır. 23V standart voltajı ölçmek için 25V dişli kullanın ve multimetre üzerindeki gösterge değeri 22.375V ile 23.625V arasındadır. Yukarıdaki sonuçlardan, △X (100), △X'ten (25) büyüktür, yani 100V ölçümünün hatası, 25V ölçümünün hatasından çok daha büyüktür. Bu nedenle, bir multimetre farklı voltajları ölçtüğünde, farklı aralıkların ürettiği hatalar farklıdır. Ölçülen sinyalin değerinin sağlanması durumunda, mümkün olduğunca küçük aralık seçilmelidir. Bu, ölçümün doğruluğunu artırır.
(3) Aynı multimetre aralığında iki farklı voltajın ölçülmesinden kaynaklanan hata
Örneğin: MF-30 tipi multimetre, doğruluğu 2,5'tir, 20V ve 80V'luk standart voltajı ölçmek için 100V dişli kullanın, en küçük hataya sahip dişli hangisidir?
Çözüm: Maksimum bağıl hata: △A yüzde =maksimum mutlak hata △X/ölçülen standart voltaj ayarı×yüzde 100 , 100V bloğunun maksimum mutlak hatası △X(100)=±yüzde 2,5 ×100V =±2,5V.
20V için gösterge değeri 17,5V-22,5V arasındadır. Maksimum bağıl hata: Yüzde A(20) =(±2,5V/20V)× yüzde 100 =±yüzde 12,5 .
80V için gösterge değeri 77,5V-82,5V arasındadır. Maksimum bağıl hatası:
A(80) yüzde =±(2,5V/80V)×100 yüzde =±3,1 yüzde .
20V ve 80V ölçülen voltajın maksimum bağıl hatası karşılaştırıldığında, ilkinin hatasının ikincisinden çok daha büyük olduğu görülebilir. Bu nedenle, iki farklı voltajı ölçmek için bir multimetrenin aynı aralığını kullanırken, tam aralık değerine daha yakın olanın doğruluğu daha yüksektir. Bu nedenle, voltajı ölçerken, ölçülen voltaj multimetre aralığının 2/3'ünden daha fazla belirtilmelidir. Ölçüm hatası ancak bu şekilde azaltılabilir.
2. Elektrik bariyerinin aralık seçimi ve ölçüm hatası
Elektrik bariyerinin her aralığı, 0 ile ∞ arasındaki direnç değerini ölçebilir. Ohmmetrenin ölçeği doğrusal olmayan, eşit olmayan bir ters ölçektir. Cetvelin yay uzunluğunun yüzdesi olarak ifade edilir. Ve her aralığın iç direnci, "merkez direnci" olarak adlandırılan çarpma faktörü ile çarpılan ölçeğin yay uzunluğunun merkez ölçeğine eşittir. Yani ölçülen direnç seçilen aralığın merkez direncine eşit olduğunda devrede akan akım tam ölçekli akımın yarısı kadardır. İmleç ölçeğin ortasını gösterir. Doğruluğu şu şekilde ifade edilir:
R yüzde =(△R/merkez direnci)×yüzde 100 ……2
(1) Aynı direnci bir multimetre ile ölçerken, farklı aralıkların seçilmesinden kaynaklanan hata
Örneğin: MF{0} multimetre, Rxl0 bloğunun merkezi direnci 250Ω; R×l00 bloğunun merkezi direnci 2,5 kΩ'dur. Doğruluk derecesi 2,5'tir. 500Ω'luk standart bir direnci ölçmek için kullanın ve R×10 bloğu ile R×100 bloğunun en büyük hataya sahip olup olmadığını ölçmelerini isteyin. Çözüm: Formül 2'den şunu elde ederiz:
R×l0 blok maksimum izin verilen hata △R(10)=merkez direnci×R yüzde =250Ω×(±2,5) yüzde =±6,25Ω. 500Ω standart direnci ölçmek için kullanın, 500Ω standart direncin gösterge değeri 493,75Ω-506,25Ω arasındadır. Maksimum bağıl hata: ±6,25÷500Ω×100 yüzde =±1,25 yüzde .
R×l00 blok △R(100)=merkez direnci×R％2,5kΩ×(±2,5)％=±62,5Ω için izin verilen maksimum mutlak hata. 500Ω standart direnci ölçmek için kullanın, 500Ω standart direncin gösterge değeri 437,5Ω-562,5Ω arasındadır. Maksimum bağıl hata: ±62,5÷500Ω×yüzde 100 =±yüzde 10,5 .
Hesaplama sonuçlarının karşılaştırılması, farklı direnç aralıkları seçildiğinde, ölçümden kaynaklanan hataların çok farklı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, dişli aralığını seçerken, ölçülen direnç değerini aralık ölçeğinin ark uzunluğunun merkezinde yapmaya çalışın. Ölçüm doğruluğu daha yüksek olacaktır.
