数字万用表表及误差剖析.ppt

3.1数字式万用表(DVM- Digital Voltmeter) 功能和特点 数字显示、直观准确 准确度高 3、分辨率高 s可现实的最小数可现实的最大数 分辨力:在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值 它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高 分辨力、分辨率、准确度、灵敏度 Welcome 3测量误差 数字电压表的固有误差用绝对误差△表示,其表示方式有多种 △U=±a%U十b%Um =±(%U十n 读数误差 决定转换系 满度误差 数、非线性 决定量化误差 内部噪声 任一读数下的相对误差为 ±a%+b% (540) 由些式可见,z随读数减小而增加,故在测量小电压时,宜 换用较小的量程档,以提高测量精度。此结果与模拟电压表是 一致的。 例:用4位sx142DVM测1.5V电压,分别用2V档 2V档固有误差:±0.025%±1个字,200V档固有误差:±0.03%X±1个字 间:两种情况下由固有误差引起的测量误差各为多少? 解:因4位DVM最大显示为1999,所以2v和200档的±1个字分别代表 =±0.000lV 士0. 19999 19999 △U2±0.025%±0.0001 =+0.032% ±0.03%U±0.0 0,03%±0.67%-0.70% 结论:1.不同量程“±1个字”误差对测结果不一样,测量 时应尽量选择合适的量程。同模拟电压表结论一致 2虽然DVM有4位分辨力,但不正确使用,则达不到应 有的准确度。故分辨力高不等于准确度高。 分辨准确度(误差) 需要指出,分辨力与准确度属于两个不同的概念。前者表征 仪表的“灵敏性”,即对微小电压的“识别”能力;后者反映测 量的“准确性”,即测量绪果与真值的一致程度。二者无必然 的联系,因此不能混为一谈,更不得将分辨力(或分辨率) 误以为是类似于准确度的一项指标。实际上分辨力仅与仪表 显示位数有关,而准确度则取决于AD转换器等的总误差 从测量角度看,分辨力是“虚”指标(与测量误差无关),准 确度才是“实”指标(代表测量误差的大小)。 因此,任意增加显示位数来提高仪表分辨力的方案是不可取的。 例选用分辨率为24位的AD,并不能保证实现24位的准确度。 在设计上通常,分辨力应高于准确度,保证分辨力不会制约 可获得的准确度,以保证从读数中检测出小的变化量。 elcome 例如,3、4%位、81位DVM的最高分辨力分别为100μV、 10μV、1nv 1.999999V:量程/最大显示值=2/1999999 2/2000000V=106V=1μⅤ vmvμv 由于分辨力与数字电压表中AD的位数有关,位数越多,分辨 力愈高,故有时称具有多少位的分辨力。例如,称12位AD具 有12位分辨力,同时,分辨力越高,被测电压愈小,电压表愈 灵敏,故有时把分辨力称作灵敏度。