您可能一直以为数字万用表(DMM)是非常值得信赖的。不过,坏消息是,数字万用表有时也会出现测量错误,让您大吃一惊。好消息是,我们有一些实用方法可以揭穿这些“谎言”。
“您可能忽略温度变化” 数字万用表给出了错误读数,好像对您撒谎了,其实这是一种误解。数字万用表的技术指标是假设您使用仪器的环境与校准环境相同。但可能您并未在校准实验室中使用。
您的工作环境在一天中可能会有几摄氏度的温度变化,或者您可能在机架内使用数字万用表,而机架内的温度可能比周围的室温高15或20℃。因此,即使您的数字万用表经过仔细校准,适宜在22℃下精确测量,但实际上却是在温度高达40℃的测试系统中。
为什么温度很重要? 温度影响着材料的 电子特性。我们利用这种变化创造了可测量温度的器件。例如,热敏电阻和铂电阻会随着温度的上升或下降改变电阻。但当这种现象发生在数字万用表内部时,情况就不理想了。
测量结果随温度的变化称为漂移。数字万用表均存在漂移,但每种型号都规定了漂移技术指标并采用不同方式进行了补偿。当数字万用表在超出规定范围之外工作时,我们通过添加温度系数来描述这种漂移对测量有多大影响。
温度会产生多大作用? 图1显示了使用Keysight Truevolt 34470A DMM 在 22℃和40℃时进行的测量结果计算。注意一年技术指标是在校准温度的上下2℃范围内有效。
因此,要进行 40℃计算,那么我们必须为增加的温度加上温度系数。这个温度系数为 .0005% 的读数加 .0001% 的量程。如计算所示,在 40℃ 时,我们的误差超过了五倍!
图1:计算显示,当温度从 22℃变化至 40℃时,误差增加了 5 倍。
自动校准(ACAL)如何提供帮助?自动校准(ACAL)是数字万用表通过调整DCV、电阻和内部模数转换器 电路的校准方式,来执行自我校准的能力。某些 Truevolt 系列数字万用表,只需按下一个按钮,便可提供本功能。在我们的示例中,通过执行一键ACAL,允许使用读数的.0001% + 量程的.0001% 的温度系数,从而将由温度引起的误差降低三分之一。图2显示,无论您是否使用了ACAL 功能,这些数字万用表通过报告其内部温度及其在上次校准后的变化,够更容易地完成温度系数计算。
图2:Truevolt 34470A DMM 上的ACAL 屏幕快照显示了自上次校准和上次ACAL 之后的内部温度与变化
如何使数字万用表更可靠? 您基本上有三种选择: 1)增加额外的温度系数误差,并接受可能超出数倍的误差。 2) 安排原位校准——但这可能比您的预想更耗费资金或更麻烦。在此情况下,还有第三种选择。 3.)选择一款具有ACAL 功能的数字万用表,在执行重要测量前一刻使用此功。如图1 所示,您只需按一下按钮,便可将误差降低一半。
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