数字万用表及误差分析ppt课件

.,1.3.1数字式万用表(DVMDigitalVoltmeter),一、功能和特点,1、数字显示、直观准确,2、准确度高,3、分辨率高,可现实的最小数/可现实的最大数,分辨力、分辨率、准确度、灵敏度,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。,.,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=(aUx十bUm)=(aUx十n字),满度误差决定量化误差、内部噪声,读数误差决定转换系数、非线性,任一读数下的相对误差为,（5.40）,由此式可见，,随读数Ux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sx1842DVM测1.5V电压，分别用2V档和200档测量，已知：,2V档固有误差：0.025%Ux1个字，,200V档固有误差：0.03%Ux1个字,问：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19999，所以2v和200v档的1个字分别代表：,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。,.,分辨力准确度（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”，即测量结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A/D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A/D，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。,.,例如，3、4位、8位DVM的最高分辨力分别为100V、10V、1nV。,由于分辨力与数字电压表中A/D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A/D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。,.,DVM的位数,最大能显示：1999（最高位只能显示0/1）,位和基本量程结合，能说明DVM有无超量程能力,例如，19992000，31/2三位半,299940000，32/3,3999500000，33/4,.,超量程能力,举例：被侧电压为13.04V,如果使用三位DVM有超量程能力？,使用100V量程,降低测量的精度以及分辨力,如果使用1V量程，最大显示？有超量程能力？,使用2V量程，最大显示？有超量程能力？,如果使用三位半DVM有超量程能力？,没有降低测量的精度以及分辨力,.,当满量程为10V的四位表，其输入电压从9.999V变至10.001V时，若无超量程能力，计数器溢出，量程自动切换到100V，得到“10.00V”的显示，丢失了0.001V的信息；,被测电压：“10.001V”。,当量程为10V的四位半表，则不会降低精度和分辨力，量程仍为10V，显示为“10.001V”。,.,数字电压表组成(DVMDigitalVoltmeter),.,4、测量速率快,按A/D转换器原理,按A/D转换器原理,几到几百次/S,取决于A/D速度,.,5、输入阻抗高,6、集成度高,7、测试功能齐全,8、保护功能齐全,9、功耗低、抗干扰能力强,.,二、数字式万用表的使用方法测量直流电压将电源开关拨到ON,量程开关拨到DC测量交流电压将电源开关拨到ON,量程开关拨到ACV测量直流电流将电源开关拨到ON,量程开关拨到DCA测量交流电流将电源开关拨到ON,量程开关拨到ACA,.,1.4.3数字式万用表,1.数字式万用表的使用方法电阻值的测量打开电源开关，量程开关拨至n范围内的合适量程位置二极管压降的测量打开电源开关，量程开关拨至二极管挡三极管的测量根据被测三极管的类型，将开关拨至PNP或NPN挡,.,1.4.3数字式万用表,2.指针式万用表和数字式万用表的使用不同之处在测量过程中，指针式万用表的量程需在测量前由测量者预先选定，而数字式万用表的量程则能自动转换。同时数字式万用表在测量参数值超量程时能自动溢出，指针式万用表则会出现打表头现象。因此，当被测量参数值在测量前无法估计时，一般选用数字式万用表较为方便。,.,1.4.4MFl0型万用电表使用说明,1.用途本仪表为高灵敏度，磁电整流系多量限万用电表，可以测量直流电压、直流电流、中频交流电压、音频电千和直流电阻。由于测量所消耗的电流极微，因此在测量高内阻的电路参数时，不会显著影响电路的状态，是现代电讯器件制造工厂和科学研究测试的必需常备测量仪表。电流最灵敏量限的满度值为10A，可以用它来测量普通万用电表所不能测量的微弱电流。由于仪表直接用磁电型式结构作为测量基础，故而使用方便，维护简单，并且稳定性良好。,.,1.4.4MFl0型万用电表使用说明,2.主要技术特性(1)测量范围(2)准确度等级(3)频率影响(4)温度影响(5)位置影响(6)阻尼时间(7)绝缘强度(8)仪表的外形尺寸(9)仪表的重量,.,1.4.4MFl0型万用电表使用说明,3.使用方法(1)零位调整(2)直流电压的测量(3)交流电压的测量(4)直流电流的测量(5)直流电阻的测量,.,1.4.4MFl0型万用电表使用说明,4.注意事项(1)仪表在测试时，不能旋转开关旋钮，特别是高电压和大电流时，严禁带电转换量程。(2)当被测之量不能确定其大约数值时，应将量限转换开关旋到最大量限的位置上，然后再选择适应的量程，使指针得到最大偏转，(3)测量直流电流时，仪表应与被测电路串联，禁止将仪表直接跨接在被测电路的电压两端，以防止仪表过负荷而损坏。,.,1.4.5DT-830型数字万用表,1.简述2.基本技术性能3.使用方法及注意事项,.,1.4.5DT-830型数字万用表,1.简述近年来数字万用表使用日益广泛，它具有精度高，输入阻抗高，显示直观，过载能力强，功能全等优点。有(1)DT830普通型，(2)DT860，(3)DT-870自换程(4)DT-930，(5)DT-940全保护功能,.,(1)DT830普通型,.,(2)DT860,.,(3)DT-870自换程,.,(4)DT-930,(1)DT830普通型，(2)DT860，(3)DT-870自换程(4)DT-930，(5)DT-940全保护功能,.,(5)DT-940全保护功能,(1)DT830普通型，(2)DT860，(3)DT-870自换程(4)DT-930，(5)DT-940全保护功能,.,1.4.5DT-830型数字万用表,原理图,.,1.4.5DT-830型数字万用表,2.基本技术性能(1)显示位数：4位数字，最高位只能显示1或不显示数字，算半位，所以称3位，最大显示数为1999或1999。(2)调零和极性，具有自动调零和显示正、负极性的功能。(3)超量程显示，超过量程时显示1”或“1”。(4)采样时间：0.4s。(5)电源：9V叠层电池供电。(6)整机功耗：20mW,.,1.4.5DT-830型数字万用表,3.使用方法及注意事项(1)测试输入插座：黑色测试：棒插在“COM()”的插座里不动。红色测试棒有以下两种插法：(a)在测电阻值和电压时，将红色测试棒插在“V”的插孔里。(b)在测量小于200mA的电流时，将红色测试棒插在“mA”插孔里。当测量大于200mA的电流时，将红色测试棒插在“l0A”插孔里。(2)根据被测量的性质和大小，将面板上的转换开关旋到适当的档位。并将测试棒插在适当的插座里。,.,1.4.5DT-830型数字万用表,3.使用方法及注意事项(3)将电源开关置于“ON”位置，即可用测试棒直接测量(4)测毕，将电源开关置于“OFF”位置。(5)当显示器显示“+”符号时，表示电池电压低于9V，需更换电池后再使用；(6)测三极管hFEH时需注意三极管的类型(NPN或PNP)和表面插孔E、B、C所对应的管子管脚。(7)检查二极管时，若显示000”表示管子短路；显示“1”表示管子极性接反或管子内部已开路。(8)检查线路通断，若电路通(电阻20)电子蜂呜器发出声响。,.,423数字式万用表测量直流的原理,测量过程如图4.3所示。,图4.3数字式万用表的测量过程,转换电路,模拟电压,A/D转换器,电子计数器,译码显示器,数字量,.,数字式万用表直流电流档的基础是数字