Мультиметр та його основні характеристики

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою мультиметрів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

З моменту появи цифрових мультиметрів (DMM) усі вимірювальні дисплеї мають цифри. Це завжди важлива частина специфікації цифрового мультиметра. Він часто відображається на передній панелі карманного або настільного мультиметра.

Рисунок 1. Настільний цифровий мультиметр із цифрами, що відображаються на верхній передній панелі (обведено червоним кружком)

Цифри на екрані вказують на рівень роздільної здатності, який може вимірювати цифровий мультиметр. Роздільна здатність — це рівень деталізації, що кількісно вимірюється на DMM. Що більше цифр на дисплеї цифрового мультиметра, то вища роздільна здатність цифрового мультиметра. Зазвичай можна побачити карманні цифрові мультиметри з цифрами на дисплеї 3 ½ цифри та 4 ½ цифри. Настільні цифрові мультиметри зазвичай мають 5? цифр, 6? цифр, 7? цифр і навіть 8? цифр.

Ручні цифрові мультиметри зазвичай використовують для простого усунення несправностей та профілактичного обслуговування, які не вимагають високої роздільної здатності вимірювань. Більшість настільних комп'ютерів мають 5½ цифр і 6½ цифр, яких достатньо для багатьох програм. 7 ½ цифр і 8 ½ цифр настільні цифрові мультиметри класифікуються як високоефективні прилади, що використовуються для високоточних застосувань та як еталонні стандарти для метрологічних лабораторій.

Що означають цифри та роздільна здатність у DMM?

На малюнку 1 показано, що DMM має 7 ½ цифр. Чому важливо розуміти половину цифри і що означає загальна кількість цифр? Ну так, це звичайно важливо, оскільки кількість цифр майже завжди є першою специфікацією, яку ви помітите в DMM.

У таблиці 2 показано, як цифри на дисплеї цифрового мультиметра відповідають показникам роздільної здатності. Якщо у вас цифровий мультиметр із 3 з половиною цифр, половина цифра є старшою цифрою.

Половина цифри може бути лише 0 або 1. Отже, цифровий мультиметр із 3,5 цифрами пропонує плюс або мінус 2000 відліків. Цифровий мультиметр із 4 з половиною цифрами пропонує плюс-мінус 20 000 відліків і так далі. Кількість цифр безпосередньо перекладається на кількість підрахунків. Цифри та відліки дають нам уявлення про роздільну здатність DMM. Вони не мають прямого відношення до точності. Поширеною є помилкова думка, що цифри та відліки є точністю DMM.

Як пов'язані між собою точність та роздільна здатність вимірювань цифрового мультиметра?

Точність та роздільна здатність є одними з ключових характеристик, які слід ураховувати при виборі правильного цифрового мультиметра (DMM) для ваших вимірювань. На малюнку 3 показано, як точність пов'язана з роздільною здатністю на шкалі вимірювання. Точність – це показник того, наскільки ці цифри достовірні чи наскільки ви можете їм довіряти. Роздільна здатність — це рівень деталізації, який можна виміряти, або кількість значущих цифр на цифровому мультиметрі.

Малюнок 3. Точність і розподільна здатність на шкалі вимірювання

Давайте подивимося на малюнок 4 нижче, остання цифра дисплея DMM, число "8". Оскільки ми знаходимося в діапазоні 1, число «8» означає 800 нВ. Отже, в діапазоні 1 В ми маємо роздільну здатність 100 нВ. Однак питання полягає в тому, чи справді фактичне значення становить 800 нВ чи наскільки близько 800 нВ до фактичного значення? Близькість 800 нВ до фактичного значення – це те, що ми називаємо точністю. Ми можемо сказати, що 6 ½ розрядний цифровий мультиметр із високою точністю не кращий і не гірший, ніж 5 ½ розрядний цифровий мультиметр із хорошою точністю, навіть якщо ми отримуємо більшу роздільну здатність від 6 ½ розрядного цифрового мультиметра.

Рисунок 4. Дисплей DMM, що показує останню цифру як найточнішу роздільну здатність

Як швидкість вимірювання впливає на роздільну здатність?

Давайте розглянемо, як швидкість вимірювання впливає на роздільну здатність цифрового мультиметра. Швидкість є важливим фактором для вас, якщо ви хочете оптимізувати годину тестування. Швидкість – це ті, наскільки швидко аналого-цифровий перетворювач (АЦП) фіксує семплі. Давайте візьмемо цифровий мультиметр Keysight 34470A 7 ½ цифр , щоб пояснити, як швидкість вимірювання впливає на роздільну здатність. В ідеалі вам може знадобитися найвища роздільна здатність і найвища можлива швидкість вимірювання, але на малюнку 5 показано компромісне співвідношення між швидкістю вимірювання та роздільною здатністю цифрового мультиметра.

Тому роздільна здатність зменшується, коли швидкість вимірювання збільшується. Можливо, ви захочете перевірити специфікацію свого цифрового мультиметра, щоб визначити роздільну здатність для всіх швидкостей і чи відповідає найвища потрібна швидкість цифрового мультиметра вашим вимогам до роздільної здатності.

Рисунок 5. Приклад компромісного співвідношення між швидкістю вимірювання та роздільною здатністю цифрового мультиметра

Резюме

Наступного разу, коли ви побачите цифровий мультиметр із 6 ½ цифр, ви зможете негайно ідентифікувати його за фактичним діапазоном вимірювань +/- 1999999 або 2 000 000 відліків роздільної здатності. Цифра ½ відноситься до старшої цифри, але може бути лише 0 або 1.

Ви також дізналися, що точність полягає в тому, наскільки якісні вимірювання, наприклад, наскільки виміряне значення близьке до справжнього. Роздільна здатність — це рівень деталізації, який можна виміряти, або кількість значущих цифр на цифровому мультиметрі.

Ви також дізналися, як точність пов'язана з роздільною здатністю та як швидкість вимірювання впливає на роздільну здатність.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry