как узнать погрешность мультиметра
Почему важно учитывать погрешность и прецизионность цифрового мультиметра
Важно, чтобы показания измерений мультиметра всегда были правильными. Еще более важно понимать, что они означают. Погрешность и прецизионность — это характеристики, которые определяют достоверность измерения. Высокая прецизионность обеспечивает лучшую повторяемость результатов, а низкая погрешность приближает показания измерения к истинному значению.
Что такое погрешность цифрового мультиметра?
Погрешность — это максимально допустимая ошибка, которая может возникнуть при определенных условиях эксплуатации. Она выражается в процентах и обозначает, насколько отображаемое измерение отклоняется от истинного (действительного) значения измеряемого сигнала. Погрешность не должна превышать допустимых значений, установленных отраслевыми стандартами.
В зависимости от области применения погрешность показания цифрового мультиметра может иметь огромное значение. Например, в большинстве случаев колебание напряжения в линиях подачи питания может составлять ±5% и более. В качестве примера можно привести колебание напряжения в стандартной силовой розетке 115 В. Если цифровой мультиметр используется только для проверки наличия напряжения в розетке, подойдет прибор с погрешностью измерения ±3%.
В некоторых случаях, например для калибровки автомобильного, медицинского авиационного или специализированного промышленного оборудования погрешность должна быть меньше. Истинное значение, измеренное цифровым мультиметром с показанием 100,0 В с погрешностью ±2%, может находиться в диапазоне от 98,0 В до 102,0 В. В некоторых ситуациях это может быть допустимо, но для более чувствительного электронного оборудования такая погрешность неприемлема.
Наряду с базовой величиной погрешности может указываться и ее десятичное значение в виде количества цифр (отсчетов). Например, погрешность ±(2%+2) означает, что показание мультиметра 100,0 В может соответствовать фактическому напряжению в диапазоне от 97,8 В до 102,2 В. Использование цифрового мультиметра с более низкой погрешностью расширяет область его применения.
Базовая погрешность для цепей постоянного тока у портативных цифровых мультиметров Fluke составляет от 0,5% до 0,025%.
Какая прецизионность у цифрового мультиметра?
Прецизионность — это способность цифрового мультиметра регулярно воспроизводить близкие друг к другу показания.
Для наглядности в качестве примера часто приводят расположение пулевых отверстий на мишени для стрельбы. Предполагается, что винтовка нацелена на «яблочко» мишени и стрельба каждый раз осуществляется из одного положения.
Если отверстия располагаются кучно, но за пределами «яблочка», можно считать, что стрельба винтовки (или, точнее, стрелка) характеризуется высокой прецизионностью, но и высокой погрешностью.
Если отверстия располагаются кучно и в пределах «яблочка», значит, винтовка стреляет с высокой прецизионностью и низкой погрешностью. Если отверстия распределены случайным образом по всей мишени, значит, винтовка обладает высокой погрешностью и низкой прецизионностью (и повторяемостью).
В некоторых случаях величина прецизионности (повторяемости) важнее погрешности. Если измерения повторяемые, можно определить характер ошибки и компенсировать ее.
Что означает разрешение измерения?
Разрешение — это наименьшее изменение значения, которое может обнаружить и отобразить прибор.
В качестве примера, не связанного с электричеством, возьмем две линейки. Линейка с ценой деления 1 мм обладает большим разрешением, чем линейка с ценой деления 5 мм.
Представьте, что измеряется напряжение обычной 1,5-вольтовой батарейки. Если разрешение цифрового мультиметра составляет 1 мВ в диапазоне 3 В, при измерении напряжения можно увидеть изменение на 1 мВ. В диапазоне 3 В можно увидеть изменение измеряемой величины на одну тысячную или 0,001 вольта.
В характеристиках измерительного прибора разрешение может называться «максимальным разрешением», под которым понимается минимальное различимое изменение вблизи нижнего предела диапазона измерения.
Например, максимальное разрешение, равное 100 мВ (0,1 В), означает, что в случае, когда настройка диапазона мультиметра установлена на измерение максимально возможного напряжения, его значение будет отображаться с точностью до одной десятой вольта.
Разрешение можно увеличить: для этого на цифровом мультиметре необходимо выбрать меньший диапазон, при условии, что измеренное значение по-прежнему находится в его пределах.
Что такое диапазон измерений мультиметра?
Диапазон измерений и разрешение цифрового мультиметра взаимосвязаны и иногда совместно указываются в характеристиках цифрового мультиметра.
Многие мультиметры оснащены функцией автоматического выбора диапазона, которая сама подбирает диапазон, соответствующий измеряемой величине. Такая функция позволяет получить корректное показание с наиболее подходящим для измерения разрешением.
Если измеряемое значение выше верхней границы заданного диапазона, мультиметр отобразит значок «OL» (перегрузка). Показание будет наиболее точным, когда мультиметр настроен на минимально возможный диапазон без возникновения перегрузки.
Диапазон и разрешение | |
Диапазон | Разрешение |
300,0 мВ | 0,1 мВ (0,0001 В) |
3,000 В | 1 мВ (0,001 В) |
30,00 В | 10 мВ (0,01 В) |
300,0 В | 100 мВ (0,1 В) |
1000 В | 1000 мВ (1 В) |
В чем разница между отсчетами и разрядностью?
Отсчеты и разрядность — это термины, которые используются для описания разрешения цифрового мультиметра. Сегодня чаще всего цифровые мультиметры классифицируют по общему числу отсчетов, а не по разрядности.
Отсчеты: разрешение цифрового мультиметра также обозначается в отсчетах. Чем больше отсчетов, тем выше разрешение для определенных измерений. Например, мультиметр с 1999 отчетами не может измерять напряжение до одной десятой вольта, если измеряется 200 В и более. Компания Fluke производит цифровые мультиметры с разрядностью 3½ и числом отсчетов до 6000 (то есть максимальное число отсчетов на дисплее измерительного прибора составляет 5999), а также измерительные приборы с разрядностью 4½, с числом отсчетов 20000 или 50000.
Разрядность: в линейку продукции Fluke входят цифровые мультиметры с разрядностью 3½ и 4½. Например, цифровой мультиметр с разрядностью 3½ может отображать три полных разряда и один неполный разряд. Три полных разряда отображаются в виде чисел от 0 до 9. Неполный разряд, который считается наиболее значимым, отображается в виде 1 или остается пустым. Мультиметр с разрядностью 4½ может отображать четыре полных разряда и один неполный разряд, то есть разрешение такого прибора выше, чем у мультиметра с разрядностью 3½.
Как проверить мультиметр на точность и откалибровать?
Мультиметр – универсальный прибор, который поможет определять исправность других устройств при помощи своего специального механизма. Такое оборудование будет незаменимо в том случае, если требуется проверить напряжение или соединение между проводниками. Однако часто оказывается так, что мультиметр продается уже не в исправном состоянии, или же теряет свои способности после нескольких лет работы. Поэтому нужно уметь определять проблему и калибровать прибор самостоятельно.
Как проверить мультиметр перед покупкой
Запомните, что нельзя покупать такую технику на рынке, поскольку там нередко попадается некачественный товар, уже использованный и без возможности проверки. В специализированных же магазинах все проще: консультант легко может рассказать обо всех нюансах мультиметра, а также подсказать порядок и способы проверки. В первую очередь, важно осмотреть корпус на предмет сколов или нецелостности проводов.
Если все в порядке, то можно переходить к дальнейшей проверке. Затем штекеры шурупов вставляются в необходимые отверстия, чтобы включить прибор. В качестве теста можно проверить напряжение электрической сети в магазине. Щупы вставляются в розетку, а на экране загораются обозначения, которые не должны меняться при нажатии. Во время прозвона сети вы должны слышать характерный и непрерывный пищащий звук. В этом случае прибор исправен.
Как проверить мультиметр в домашних условиях
Со временем такое оборудование может потерять свою точность и будет нуждаться в калибровке. Но данный момент нужно четко уловить, чтобы мультиметр окончательно не вышел из строя. Поэтому перед каждым использованием этого прибора нужно проверять его на исправность. В домашних условиях проводить такую процедуру совсем не трудно.
Необходимо осуществить следующие действия:
Звуковой сигнал должен появиться почти сразу после соединения элементов. Если этого не произошло, то данный факт означает неисправность прибора и необходимость его калибровки.
Как откалибровать мультиметр
Калибровка – очень важный процесс настройки инструмента. Мультиметр через несколько лет использования, а то и сразу после покупки, нуждается в калибровке. Поэтому важно уметь осуществлять ее самостоятельно в домашних условиях. Что откалибровать прибор, требуется проделать следующие действия:
Таким образом и происходит настройка прибора. Главное делать последовательно и в строгом соответствии и инструкцией. Тогда аппарат прослужит долго и не будет доставлять неприятностей во время работы.
Мультиметр используется для проверки исправности приборов и контроля за их напряжением. Но этому оборудованию нередко самому нужна проверка. Именно поэтому важно уметь находить неполадки в работе мультиметра, а также грамотно настраивать этот прибор самостоятельно и в домашних условиях с использованием исправного вольтметра. Нельзя забывать и о проверке перед покупкой – она не позволит купить испорченный мультиметр.
Особенности мультиметра
Хотя мультиметр появился на рынке достаточно давно, многие не знают, что это такое, и какие функции он выполняет. На деле же, это очень полезный прибор, позволяющий проверять многие показатели электричества, необходимые на бытовом уровне. Одновременно с этим, среди профессионалов данный аппарат получил широкое распространение. Это объясняется удобством использования, эффективностью и актуальностью.
Что это такое
На рынке есть широкий спектр приборов. Есть те, которые отличаются простотой, компактностью и дешевизной. Они ориентированы на бытовых пользователей. Есть и сложные многофункциональные приборы с повышенной точностью.
Варианты бывают разные
Мультиметр представляет собой аппарат, применяющийся с целью измерения нескольких показателей в области электричества. В базовой версии он совмещает в себе вольтметр, амперметр и омметр.
Мультиметр состоит из корпуса, сделанного из пластмассы. В каркас помещается:
У мультиметра есть 2-4 гнезда.
К сведению. На старых советских приборах их количество может быть больше.
На приборе имеется два вывода. Один из них окрашен в черный цвет, другой — в красный. Общий вывод — черный. На сленге он называется «массой». Красный — это потенциальный вывод. Он используется с целью проведения измерений. Гнездо черного вывода может быть маркировано двумя способами:
В процессе проведения измерений он цепляется к массе электронной схемы.
Потенциальный вывод нужно вставить в гнездо, помеченное как «V» или «+», иными словами, сопротивление или вольт. При наличии большего количества гнезд, оставшиеся предназначаются для потенциального вывода с целью измерять ток. Они маркируются буквой «А» (ампер).
К сведению. Мультиметр может представлять собой легкое компактное устройство, которое используется для базовых целей. Однако есть модели, которые представляют собой крупные приборы, совмещающие в себе множество функций.
Принцип действия
Работа любого тестера построена на принципах измерения величин. К тому же, она строится в соответствии с законом «Ома».
Есть ряд принципов использования тестера при разных видах замеров:
У аналогового тестера присутствует измерительная головка, которая подключается к 2 точкам электрической схемы. Таким образом происходит измерение напряжения. Для измерения тока, в схему параллельно включается измерительное напряжение.
Работают в перчатках
Чтобы измерить сопротивление, на него подается ток.
Работа цифрового тестера строится на АЦП. В нем происходит сравнение входного сигнала с опорным. Измерение напряжения происходит напрямую. Измерение тока производится в соответствии с падением напряжения на внутренних резисторах. Измерение сопротивления — по показателям резистора относительно фиксированного тока.
Принципами определяются и характеристики прибора:
Для чего необходим мультиметр
Мультиметр применяется довольно широко. Он полезен при таких работах, как:
Все мультиметры можно использовать с целью измерения:
К сведению! Некоторые модели могут измерить емкость конденсатора. Это относится только к цифровым.
Другими функциями тестера могут быть:
Измерение сопротивления
Измерение сопротивления мультиметром строится на законе Ома. Формулировка этого закона следующая: сила тока, который протекает по цепи, прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Прибор работает именно на основе такой связи. Источником напряжения в случае тестера является его внутреннее питание. Таковой является батарейка. Напряжение этого элемента 9 Вольт. Измеряемое сопротивление прилагается к щупам мультиметра. Ток, который протекает по цепи в этот момент, зависит исключительно от этого сопротивления. Исходя из двух показаний (сила тока и напряжение), можно вычислить искомый параметр (сопротивление).
Перед измерением сопротивления, необходимо примерно оценить этот параметр. Следует выделить один из пределов замера тестера. Если номинальное сопротивление будет выше, то прибор моргнет, и надо будет перевести аппарат на один предел выше.
К сведению. Нельзя допускать прикосновения руками к частям, которые проводят ток. Иначе прибор измерит сопротивление резистора и человеческого тела.
Измерение напряжения
Первым этапом проведения измерения служит определения типа тока. Ток бывает постоянным или переменным. В зависимости от этого нужно выбрать соответствующий режим на приборе.
К сведению. Наиболее современные модели имеют функцию определения типа тока, и первый шаг при работе с ними производить не нужно.
Далее надо установить приблизительное значение напряжения. Это возможно, если такой показатель примерно известен. Если данная информация недоступна, устанавливается самое высокое значение, допустимое для конкретной модели. Потом провода (черный и красный) вставляются в соответствующие гнезда. На экране (шкале) мультиметра проявится значение напряжения.
Диоды пропускают в одном направлении ток
Как проверить мультиметр на точность показателей
Обязательным условием эксплуатации прибора является проверка его работоспособности. Наиболее распространенный вариант: параллельно подключить аппарат к розетке. Затем сверяют показатели при помощи приборов или батарейки.
Аккумулятор может помочь очень значительно. Смысл состоит в том, чтобы в итоге смены полярности щупов, замеры напряжения дали одинаковый результат.
Механизм проверки в данном случае простой:
Корректно работающая батарейка дает результат измерения, равный 1,35В. В некоторых случаях допускается показатель до 1,2В.
Затем производится повторный тест:
К сведению. Если остаточный показатель батарейки оказался на уровне 1,1 В, она может использоваться только в бытовом приборе, который потребляет небольшое количество энергии. Однако качество работы при этом значительно снизится.
Максимальная точность достигается в том случае, если на приборе установлен наименьший предел напряжения. Это позволяет с легкостью определить и погрешность измерений прибора.
В авто-аккумуляторе 12 вольт
Показатель прибора до 1,6В не говорит о неточности прибора. Зачастую производители батареек делают это специально с целью обеспечить более долгий срок работы.
Хороший способ определения точности прибора — замкнуть контакты прибора в режиме замера сопротивления.
Если попробовать замкнуть контакты прибора в другом режиме, он может выйти из строя.
После проведения контактного замыкания, индикатор должен показать «0». Любое другое значение — свидетель неисправности и неточности прибора.
Типы мультиметров
Сейчас на рынке представлено два основных вида данного прибора. Это аналоговый мультиметр и цифровой.
Изначально были только стрелочные модели
Аналоговые
Аналоговые тестеры появились на рынке раньше.
В случае использования аналогового мультиметра, результат измерения считывается со стрелки. Она движется по шкале. На ней есть значение таких показателей, как:
В их конструкции есть элементы, чья работа основывается на магнетизме.
На точность показателей этих устройств влияют такие факторы, как:
К сведению. Именно со шкалой связан основной недостаток аналогового мультиметра. Если она изображена недостаточно качественно, показатели прибора может быть трудно считать. Тогда возникнет погрешность измерения.
Преимуществами являются их доступность и простота. К тому же аналоговые мультиметры отличаются невысокой ценой.
Наибольшая точность измерений аналоговым мультиметром достигается при помощи особого построечного резистора. Он встроен в прибор.
В большинстве стран производства мультиметров данного типа прекращено.
Не аналоговые модели наиболее распространены
Цифровые
Основным отличием цифрового мультиметра от аналогового является формат отображения результата. Показатели отражаются цифрами. Они высвечиваются на экране. Он может быть либо жидкокристаллическим, либо светодиодным. Цифровой мультиметр отличает значительно большая точность измерения. Они просты в использовании. Пользуясь аналоговым мультиметром, не нужно учиться читать показания шкалы. Зачастую цифровые мультиметры обладают еще встроенным сигналом.
Дополнительная информация! Особо продвинутые модели «умеют» работать от компьютера. Они собирают результаты своих измерений, а затем передают их машине, который в свою очередь обрабатывает полученные данные.
Мультиметр — очень полезный прибор как на бытовом, так и на профессиональном уровне. Он измеряет основные показатели электричества. Таким образом, даже базовая модель может заменить собой три отдельных инструмента. К тому же современные мультиметры цифровые характеризуются простотой использования. Им присуща и достаточно высокая точность измерений. Вместе с тем, чрезвычайно важно, чтобы они работали правильно. Малейшая неполадка в приборе может привести к нереалистичным измерениям. Нужно знать не только, как пользоваться прибором, но и как проверить тестер на работоспособность.
Как проверить точность мультиметра в домашних условиях
Калибровка мультиметра может потребоваться, если необходимо добиться более точных показаний. Каждый мультиметр нужно проверять хотя бы один раз в 2-3 года, потому что настройки сбиваются, и он начинает выдавать неверные данные. Учитывая, что общей методики для всех видов устройств не существует, владельцы прибегает к различным средствам.
Документация
Любой измерительный прибор имеет относительную погрешность. Обычно этот параметр фиксирован и индивидуален для каждого мультиметра. Он отражается в документации, прилагаемой к товару. Данные о погрешности обозначаются знаком процента или «плюса-минуса». Производитель указывает максимально допустимый диапазон отклонений, который получает после калибровки на заводе.
Однако перед использованием можно определить точность мультиметра самостоятельно. Часто два разных экземпляра, выпущенных одним и тем же производителем, могут иметь разные погрешности.
Для правильной оценки лучше использовать абсолютную цифру, которая приводится в конце шкалы погрешностей. Например, если нужно произвести измерения, где диапазон напряжения составляет 2 В, погрешность не должна составлять больше ±41 мВ.
Если паспортные данные мультиметра рассчитывают погрешность в процентном соотношении, например, ± 0,5% и ± 1D, то считаем. 0,5% от 2 В Получается значение 40 мВ, в этом случае единицей меньшего разряда выступает 1 мВ.
Если вы выявили, что на данном отрезке измерений мультиметр показывает отклонения, больше предусмотренных, ему требуется калибровка. Если правильно провести процедуры, показания будут точнее тех, которые указывает производитель в паспорте товара.
Варианты определения погрешности
Как откалибровать прибор – вопрос достаточно сложный, потому что единая методика, описывающая данные действия, не предусмотрена. Каждый пользователь подбирает удобный для себя метод, которых наиболее соответствует модели его мультиметра и является доступным.
Большинство мультиметров используется для измерения напряжения, прозвона электросетей, измерения сопротивления, ими проверяют транзисторы, конденсаторы, некоторые модели способны измерять температуру. Не столь важно, какой модели у вас прибор. Методика калибровки может быть единой для нескольких продуктов разных компаний.
В основном мультиметры имеют стандартную схему. Полученные показания они превращают в напряжение, которое сравнивается с образцовым значением, называемым VREF. Благодаря этому и удается получить измеряемые величины.
Для того чтобы они были максимально точными, необходимо, чтобы образцовое напряжение было приближено к идеальному. Так как величину ему в большинстве случаев задает обычный резистивный делитель, точность данных может зависеть от того, насколько свежая у прибора батарея. Если она разряжена, мультиметр будет выдавать неверные данные.
Неточность образцового напряжения сделает неверными и все остальные величины, получаемые при помощи мультиметра. Методика калибровки требует точной установки именно этого исходного параметра.
Совет. Перед тем как настраивать прибор, замените батарею или убедитесь в том, что она хорошо заряжена.
Многие мультиметры имеют подстроечные элементы для калибровки. Это переменные резисторы с дополнительным выводами. Искать их несложно, они имеют специальные обозначения на плате.
Если прибор старого образца, и плата таких обозначений не имеет, найдите примерное их месторасположение, а затем сравните со схемой мультиметра.
Калибратор или образцовое напряжение
Для калибровки может быть применен специальный прибор типа АКИП-2201. Он выдает показания с высокой точностью, и на них можно ориентироваться для подгонки своего мультиметра.
Однако стоимость такого калибратора высока, поэтому им пользуются только специализированные компании, которые занимаются калибровкой приборов и вопросами метрологии.
Более доступный вариант для калибровки в домашних условиях – применить источник образцового напряжения. С его помощью можно провести калибровку популярных мультиметров Mastech и других марок.
В качестве источника можно использовать микросхему REF5050 на 5 В или специальный контрольный источник AD584, или любой другой с высокой точностью, который удастся найти. У нее заявленная точность 0,05%. Подключив мультиметр к схеме, подстроечными элементами добиваются правильные показания прибора.
Этапы процедуры
Нужно в первую очередь сделать следующее:
Кроме этого, проверяется работа устройства и в других диапазонах. Если он исправен, расхождений не появится. Для того чтобы проконтролировать показатели, можно произвести повторное измерение напряжения, используя 36 вывод АЦП.
В этом случае напряжение должно составить 100 мВ. Однако не стоит ожидать высокой точности прибора. Дело в том, что часто производители устанавливают однооборотные потенциометры с сопротивлением 20 кОм, в результате чего не удается получить высокоточных показаний устройства.
Резистор переменный VR2 применяется для калибровки мультиметра при работе с переменным напряжением тока. Потребуется установить мультиметр в тот же диапазон, что использовался ранее – 200 мВ, но напряжение уже следует давать переменное.
На выход подают 190 мВ, частота должна составлять 100 Гц. Оцените полученные данные и настройте показания мультиметра, стараясь приблизить их к максимально точным.
Измеритель емкости настраивается при помощи переменного резистора VR3, но для этого нужен эталонный конденсатор. Благодаря ему удается измерить коэффициент усилия. Выходное напряжение мультиметра в этом случае будет прямо пропорциональным величине емкости, подвергнутой измерению; измерять требуется, используя АЦП.
Настройка измерителя температуры
Если мультиметр имеет внутренний датчик температуры, чаще всего для этого применяют диодD13: падение напряжения будет зависеть от температуры.
Например, если ТКН р-n перехода имеет отрицательное значение, типовым параметром будет являться 2 мВ/°С. Если требуется измерить значение температуры внешней среды, применяется термопара К-типа, чаще всего она является стандартной, прилагаемой к прибору. Изготавливается она из биметаллического сплава, подключать ее требуется параллельно внутреннему датчику.
Для калибровки показателя температуры надо отталкиваться от двух точек: 0°С (для этого требуется резистор VR5) и любая температура, которая известна вам точно, используется резистор VR4.
Совет. Для того чтобы добиться от мультиметра максимальной точности, нужно выбирать максимально высокое значение температуры, которое доступно вам для измерения.
Например, проводя калибровку дома, можно использовать емкость со льдом, температуру собственного тела или кипящую воду. Однако с последней стоит проявлять осторожность, так как в зависимости от атмосферного давления температура кипения воды может меняться в значении, достаточном, чтобы прибор показывал неточные данные.
Используя температуру собственного тела, контроль вы сможете осуществить при помощи ртутного термометра.
Вывод можно сделать следующий. Методика проверки мультиметров таким способом не является универсальной, однако она наиболее удобна для настройки оборудования в домашних условиях.
Калибровка мультиметра может потребоваться, если необходимо добиться более точных показаний. Каждый мультиметр нужно проверять хотя бы один раз в 2-3 года, потому что настройки сбиваются, и он начинает выдавать неверные данные. Учитывая, что общей методики для всех видов устройств не существует, владельцы прибегает к различным средствам.
Документация
Любой измерительный прибор имеет относительную погрешность. Обычно этот параметр фиксирован и индивидуален для каждого мультиметра. Он отражается в документации, прилагаемой к товару. Данные о погрешности обозначаются знаком процента или «плюса-минуса». Производитель указывает максимально допустимый диапазон отклонений, который получает после калибровки на заводе.
Однако перед использованием можно определить точность мультиметра самостоятельно. Часто два разных экземпляра, выпущенных одним и тем же производителем, могут иметь разные погрешности.
Для правильной оценки лучше использовать абсолютную цифру, которая приводится в конце шкалы погрешностей. Например, если нужно произвести измерения, где диапазон напряжения составляет 2 В, погрешность не должна составлять больше ±41 мВ.
Если паспортные данные мультиметра рассчитывают погрешность в процентном соотношении, например, ± 0,5% и ± 1D, то считаем. 0,5% от 2 В Получается значение 40 мВ, в этом случае единицей меньшего разряда выступает 1 мВ.
Если вы выявили, что на данном отрезке измерений мультиметр показывает отклонения, больше предусмотренных, ему требуется калибровка. Если правильно провести процедуры, показания будут точнее тех, которые указывает производитель в паспорте товара.
Варианты определения погрешности
Как откалибровать прибор – вопрос достаточно сложный, потому что единая методика, описывающая данные действия, не предусмотрена. Каждый пользователь подбирает удобный для себя метод, которых наиболее соответствует модели его мультиметра и является доступным.
Большинство мультиметров используется для измерения напряжения, прозвона электросетей, измерения сопротивления, ими проверяют транзисторы, конденсаторы, некоторые модели способны измерять температуру. Не столь важно, какой модели у вас прибор. Методика калибровки может быть единой для нескольких продуктов разных компаний.
В основном мультиметры имеют стандартную схему. Полученные показания они превращают в напряжение, которое сравнивается с образцовым значением, называемым VREF. Благодаря этому и удается получить измеряемые величины.
Для того чтобы они были максимально точными, необходимо, чтобы образцовое напряжение было приближено к идеальному. Так как величину ему в большинстве случаев задает обычный резистивный делитель, точность данных может зависеть от того, насколько свежая у прибора батарея. Если она разряжена, мультиметр будет выдавать неверные данные.
Неточность образцового напряжения сделает неверными и все остальные величины, получаемые при помощи мультиметра. Методика калибровки требует точной установки именно этого исходного параметра.
Совет. Перед тем как настраивать прибор, замените батарею или убедитесь в том, что она хорошо заряжена.
Многие мультиметры имеют подстроечные элементы для калибровки. Это переменные резисторы с дополнительным выводами. Искать их несложно, они имеют специальные обозначения на плате.
Если прибор старого образца, и плата таких обозначений не имеет, найдите примерное их месторасположение, а затем сравните со схемой мультиметра.
Калибратор или образцовое напряжение
Для калибровки может быть применен специальный прибор типа АКИП-2201. Он выдает показания с высокой точностью, и на них можно ориентироваться для подгонки своего мультиметра.
Однако стоимость такого калибратора высока, поэтому им пользуются только специализированные компании, которые занимаются калибровкой приборов и вопросами метрологии.
Более доступный вариант для калибровки в домашних условиях – применить источник образцового напряжения. С его помощью можно провести калибровку популярных мультиметров Mastech и других марок.
В качестве источника можно использовать микросхему REF5050 на 5 В или специальный контрольный источник AD584, или любой другой с высокой точностью, который удастся найти. У нее заявленная точность 0,05%. Подключив мультиметр к схеме, подстроечными элементами добиваются правильные показания прибора.
Этапы процедуры
Нужно в первую очередь сделать следующее:
Кроме этого, проверяется работа устройства и в других диапазонах. Если он исправен, расхождений не появится. Для того чтобы проконтролировать показатели, можно произвести повторное измерение напряжения, используя 36 вывод АЦП.
В этом случае напряжение должно составить 100 мВ. Однако не стоит ожидать высокой точности прибора. Дело в том, что часто производители устанавливают однооборотные потенциометры с сопротивлением 20 кОм, в результате чего не удается получить высокоточных показаний устройства.
Резистор переменный VR2 применяется для калибровки мультиметра при работе с переменным напряжением тока. Потребуется установить мультиметр в тот же диапазон, что использовался ранее – 200 мВ, но напряжение уже следует давать переменное.
На выход подают 190 мВ, частота должна составлять 100 Гц. Оцените полученные данные и настройте показания мультиметра, стараясь приблизить их к максимально точным.
Измеритель емкости настраивается при помощи переменного резистора VR3, но для этого нужен эталонный конденсатор. Благодаря ему удается измерить коэффициент усилия. Выходное напряжение мультиметра в этом случае будет прямо пропорциональным величине емкости, подвергнутой измерению; измерять требуется, используя АЦП.
Настройка измерителя температуры
Если мультиметр имеет внутренний датчик температуры, чаще всего для этого применяют диодD13: падение напряжения будет зависеть от температуры.
Например, если ТКН р-n перехода имеет отрицательное значение, типовым параметром будет являться 2 мВ/°С. Если требуется измерить значение температуры внешней среды, применяется термопара К-типа, чаще всего она является стандартной, прилагаемой к прибору. Изготавливается она из биметаллического сплава, подключать ее требуется параллельно внутреннему датчику.
Для калибровки показателя температуры надо отталкиваться от двух точек: 0°С (для этого требуется резистор VR5) и любая температура, которая известна вам точно, используется резистор VR4.
Совет. Для того чтобы добиться от мультиметра максимальной точности, нужно выбирать максимально высокое значение температуры, которое доступно вам для измерения.
Например, проводя калибровку дома, можно использовать емкость со льдом, температуру собственного тела или кипящую воду. Однако с последней стоит проявлять осторожность, так как в зависимости от атмосферного давления температура кипения воды может меняться в значении, достаточном, чтобы прибор показывал неточные данные.
Используя температуру собственного тела, контроль вы сможете осуществить при помощи ртутного термометра.
Вывод можно сделать следующий. Методика проверки мультиметров таким способом не является универсальной, однако она наиболее удобна для настройки оборудования в домашних условиях.
Зная, как проверить мультиметр на работоспособность, можно получить корректные показания выполняемых замеров.
Как можно проверить мультиметр?
Мультиметр может иметь очень разнообразный функционал, представленный определением:
При выборе электроизмерительного прибора, непосредственно перед приобретением, очень важно обратить особое внимание на следующие показатели тестера:
Проверка работоспособности приобретаемого электроизмерительного прибора — обязательное условие беспроблемной эксплуатации, и чаще всего осуществляется параллельным подключением к электрической розетке вольтметра с последующей сверкой показаний на приборах или при помощи батарейки.
Использование батарейки
Проверка прибора батарейкой удобна и заключается в том, что результатом смены полярности щупов становится выведение мультиметром абсолютно одинаковых показателей замеров напряжения.
При использовании батарейки, механизм теста очень прост, и состоит из нескольких несложных этапов:
После того, как будут приложены приборные щупы на контакты батареи, замеряются показатели напряжения и снимаются данные.
Исправная батарея показывает напряжение, равное 1,35 В. Однако, в малотребовательных приборах вполне могут использоваться элементы с уровнем заряда не менее 1,2 В. Батареи с минимальным зарядом подлежат обязательной утилизации.
Повторное тестирование позволяет проверять емкостные показатели элемента в условиях нагрузки:
Следует отметить, что обеспечение максимальной точности получаемых измерений, предполагает предварительную установку на приборе наименьшего предела замеряемого напряжения, благодаря чему легко определяется погрешность измерений.
Многие производители новых источников питания незначительно завышают уровень напряжения, что позволяет обеспечивать батарейке максимально продолжительный срок службы.
Максимально точные данные удаётся получить при замерах с нагрузкой, а в качестве основного нагрузочного элемента, чаще всего используется традиционная лампочка, предназначенная для установки в карманный фонарик.
Замыкание контактов в режиме измерения сопротивления
В условиях отсутствия специального оборудования, применяемого с целью калибровки измерительного прибора, проверка точности получаемых показаний определяется не только при помощи обычной батарейки, но и посредством замыкания контактов на режиме замеров показателей сопротивления.
Требуется обратить внимание на тот факт, что данные работы могут быть произведены исключительно в режиме замеров уровня сопротивления, так как некоторые модели, предназначенные для измерения других параметров, в результате замыкания контактов часто выходят из строя.
Режим измерения сопротивления/прозвонка/диодный тест
После того, как щупы будут подключены к соответствующим разъемам, и произойдёт контактное замыкание, индикатор измерительного прибора должен выражать сопротивление «О». Наличие любых других показаний свидетельствует о неисправности тестера.
При необходимости выполняется измерение резисторного сопротивления с заведомо известными показателями. Однако даже исправные мультиметры в результате неправильной эксплуатации, способны искажать получаемые данные. Используется стандартное правило подключения, при котором щуп красного цвета подсоединяется к положительному полюсу, а черный провод — к отрицательному.
Показания прибора
Мультиметры представлены аналоговыми моделями и приборами цифрового типа. Все тестеры отличаются по функционалу, а также точности получаемых показаний. Популярные аналоговые мультиметры все данные о выполняемых измерениях показывают стрелкой и шкалой. Работа с таким типом прибора не всегда удобна и требует некоторой сноровки, а кроме всего прочего, стрелочный тестер нужно держать в стабильно зафиксированном положении, что не позволит стрелке «скакать».
Мультиметр Aneng AN8001
В цифровых мультиметрах результаты замеров, а точнее показания, выводятся на удобный ЖК-экран, и имеют вид интуитивно понятных цифровых значений, что исключает ошибки, которые допускают малоопытные мастера при снятии данных.
Такие тестирующие приборы очень просты в эксплуатации, поэтому получили широкое распространение. Стоимость любого измерительного устройства варьирует в зависимости от качественных характеристик, функционала и точности получаемых показаний. Стандартный тестер позволяет произвести замеры тока, напряжения и сопротивления.
Чтобы правильно считывать цифровые данные результатов замеров, нужно помнить, что при диапазоне измерений 200mV показатели на экране составляют «1», при 2,0V — «1,607», величины 20V соответствует уровень «1,60», а 200V — «1,6».
Большой и маленький тестер
Отсутствие правильных показателей на приборе, может свидетельствовать об употреблении разряженных батарей питания, недостатка активности пользователя и переводе тестера в режим «экономный», неправильном подключении щупов, выходе из строя плавкого предохранителя, а также установке переключателя в ошибочный режим. При необходимости следует выполнить подстройку выбора диапазона ручным способом.