產(chǎn)品型號(hào):VICTOR 9600S
如何選購數(shù)字萬用表
一、數(shù)字萬用表概述
數(shù)字萬用表是目前zui常用的一種數(shù)字儀表。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、分辨率強(qiáng)、測(cè)試功能完善、測(cè)量速度快、顯示直觀、過濾能力強(qiáng)、耗電省,便于攜帶。進(jìn)入90年代以來,數(shù)字萬用表在我國獲得迅速普及與廣泛使用,已成為現(xiàn)代電子測(cè)量與維修工作的*儀表,并正在逐步取代傳統(tǒng)的模擬式(即指針式)萬用表。
數(shù)字萬用表亦稱為數(shù)字多用表(DMM),其種類繁多,型號(hào)各異。每個(gè)電子工作者都希望有一塊較理想的數(shù)字萬用表。選擇數(shù)字萬用表的原則很多,有時(shí)甚至?xí)蛉硕?。但?duì)于手持式(袖珍式)數(shù)字萬用表而言,大致應(yīng)具備以下特點(diǎn):顯示清晰,準(zhǔn)確度高,分辨力強(qiáng),測(cè)試范圍寬,測(cè)試功能齊全,抗*力強(qiáng),保護(hù)電路比較完善,外形美觀、大方、操作簡便、靈活、可靠性好,功耗較低,便于攜帶、價(jià)格適中等等。市面上手持萬用表的價(jià)格千差萬別,我們?cè)谶x擇時(shí)稍不如意,就會(huì)選擇不能滿足自己要求的萬用表,現(xiàn)北京海洋興業(yè)科技有限公司技術(shù)人員根據(jù)多年市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),告知您如何選擇數(shù)字萬用表。
二、數(shù)字萬用表的主要指標(biāo)顯示位數(shù)及顯示特點(diǎn)
數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為31/2位~81/2位。判定數(shù)字儀表的顯示位數(shù)有兩條原則:其一是,能顯示從0-9中所有數(shù)字的位數(shù)是整位數(shù);其二是,分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以zui大顯示值中zui高位數(shù)字為分子,用滿量程時(shí)計(jì)數(shù)值為2000,這表明該儀表有3個(gè)整數(shù)位,而分?jǐn)?shù)位的分子是1,分母是2,故稱之為31/2位,讀作“三位半”,其zui高位只能顯示0或1(0通常不顯示)。32/3位(讀作“三又三分之二位”)數(shù)字萬用表的zui高位只能顯示0~2的數(shù)字,故zui大顯示值為±2999。在同樣情況下,它要比31/2位的數(shù)字萬用表的量限高50%,尤其在測(cè)量380V的交流電壓是很有價(jià)值。
例如,在用數(shù)字萬用表測(cè)量電網(wǎng)電壓時(shí),普通31/2位數(shù)字萬用表的zui高位只能是0或1,若要測(cè)量220V或380V電網(wǎng)電壓,只能用三位顯示,該檔的分辨率僅為1V。相比之下,用33/4位的數(shù)字萬用表來測(cè)量電網(wǎng)電壓,zui高位可以顯示0~3,這樣可以四位顯示,分辨率為0.1V,這與41/2位的數(shù)字萬用表分辨力相同。
普及型數(shù)字萬用表一般屬于31/2位顯示的手持式萬用表,41/2,51/2位(6位以下)數(shù)字萬用表分為手持式、臺(tái)式兩種。61/2位以上大多屬于臺(tái)式數(shù)字萬用表。
數(shù)字萬用表采用*的數(shù)顯技術(shù),顯示清晰直觀、讀書準(zhǔn)確。它既能保證了讀數(shù)的客觀性,又符合人們的讀數(shù)習(xí)慣,能夠縮短讀數(shù)或記錄時(shí)間。這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的模擬式(即指針式)萬用表所不具備的。
準(zhǔn)確度(精度)
數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測(cè)量值與真值的一致程度,也反映測(cè)量誤差的大小。一般講準(zhǔn)確度愈高,測(cè)量誤差就愈小,反之亦然。
準(zhǔn)確度有三種表達(dá)方式,分別如下:
準(zhǔn)確度=±(a%RDG+b%FS)(2.2.1)
準(zhǔn)確度=±(a%RDG+n個(gè)字)(2.2.2)
準(zhǔn)確度=±(a%RDG+b%FS+n個(gè)字)(2.2.3)
式(2.2.1)中,RDG為讀數(shù)值(即顯示值),F(xiàn)S表示滿度值,括弧中前一項(xiàng)代表A/D轉(zhuǎn)換器和功能轉(zhuǎn)換器(例如分壓器、分流器、真有效值轉(zhuǎn)換器)的綜合誤差,后一項(xiàng)是由于數(shù)字化處理而帶來的誤差。式(2.2.2)中,n是量化誤差反映在末位數(shù)字上的變化量,若把n個(gè)字的誤差折合成滿量程的百分?jǐn)?shù),即變成式(2.2.1)。式(2.2.3)比較特殊,有些廠家用此種表達(dá)方式,后兩項(xiàng)中有一項(xiàng)表示其它環(huán)境或功能引入的誤差。
數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于模擬指針萬用表。以測(cè)量直流電壓的基本量程的準(zhǔn)確度指標(biāo)為例,3位半可達(dá)到±0.5%,4位半可達(dá)到0.03%等。例如:OI857和OI859CF萬用表。萬用表的準(zhǔn)確度是一個(gè)很重要的指標(biāo),它反映萬用表的質(zhì)量和工藝能力,準(zhǔn)確度差的萬用表很難表達(dá)出真實(shí)的值,容易引起測(cè)量上的誤判。
分辨力(分辨率)
數(shù)字萬用表在zui低電壓量程上末位1個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值,稱作分辨力,它反映出儀表靈敏度的高低。數(shù)字?jǐn)?shù)字儀表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。不同位數(shù)的數(shù)字萬用表所能達(dá)到的zui高分辨力指標(biāo)不同,例如:31/2位的萬用表100μV。
數(shù)字萬用表的分辨力指標(biāo)亦可用分辨率來顯示。分辨率是指儀表能顯示的zui小數(shù)字(零除外)與zui大數(shù)字的百分比。例如,一般31/2位數(shù)字萬用表可顯示的zui小數(shù)字為1,zui大數(shù)字可為1999,故分辨率等于1/1999≈0.05%。
需要指出,分辨率與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”,即對(duì)微小電壓的“識(shí)別”能力;后者反映測(cè)量的“準(zhǔn)確性”,即測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。二者無必然的,因此不能混為一談,更不得將分辨力(或分辨率)誤以為是類似于準(zhǔn)確度則取決于儀表內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器得綜合誤差以及量化誤差。從測(cè)量角度看,分辨力是“虛”指標(biāo)(與測(cè)量誤差無關(guān)),準(zhǔn)確度才是“實(shí)”指標(biāo)(它決定測(cè)量誤差得大?。?。因此,任意增加顯示位數(shù)來提高儀表分辨力得方案是不可取得。
測(cè)量范圍
在多功能數(shù)字萬用表中,不同功能均有其對(duì)應(yīng)得可以測(cè)量得zui大值和zui小值。例如:41/2位萬用表,直流電壓檔的測(cè)試范圍是0.01mV~1000V。
測(cè)量速率
數(shù)字萬用表每秒鐘對(duì)被測(cè)電量的測(cè)量次數(shù)叫測(cè)量速率,其單位是“次/s”。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。有的手持式數(shù)字萬用表用測(cè)量周期來表示測(cè)量的快慢。完成一次測(cè)量過程所需要的時(shí)間叫測(cè)量周期。
測(cè)量速率與準(zhǔn)確度指標(biāo)存在著矛盾,通常是準(zhǔn)確度愈高,測(cè)量速率愈低,二者難以兼顧。解決這一矛盾可在同一塊萬用表設(shè)置不同的顯示位數(shù)或設(shè)置測(cè)量速度轉(zhuǎn)換開關(guān):增設(shè)快速測(cè)量檔,該檔用于測(cè)量速率較快的A/D轉(zhuǎn)換器;通過降低顯示位數(shù)來大幅度提高測(cè)量速率,此法目前應(yīng)用的比較普通,可滿足不同用戶對(duì)測(cè)量速率的需要。
輸入阻抗
測(cè)量電壓時(shí),儀表應(yīng)具有很高的輸入阻抗,這樣在測(cè)量過程中從被測(cè)電路中吸取的電流極少,不會(huì)影響被測(cè)電路或信號(hào)源的工作狀態(tài),能夠減少測(cè)量誤差。例如:31/2位手持式數(shù)字萬用表的直流電壓檔輸入電阻一般為10μΩ。交流電壓檔受輸入電容的影響,其輸入阻抗一般低于直流電壓檔。
測(cè)量電流時(shí),儀表應(yīng)該具有很低的輸入阻抗,這樣接入被測(cè)電路后,可盡量減小儀表對(duì)被測(cè)電路的影響,但是在使用萬用表電流檔時(shí),由于輸入阻抗較小,所以較容易燒壞儀表,請(qǐng)用戶在使用時(shí)注意。
三、數(shù)字萬用表的功能
數(shù)字萬用表的分類
數(shù)字萬用表按照量程轉(zhuǎn)換方式來分類,可劃分成三種類型:手動(dòng)量程(MANRANGZ),自動(dòng)量程(AUTORANGZ),自動(dòng)/手動(dòng)量程(AUTO/MANRANGZ)。
根據(jù)功能、用途及價(jià)格的不同,數(shù)字萬用表大致可分為9大類:低檔數(shù)字萬用表(亦稱普及型數(shù)字萬用)、中檔數(shù)字萬用表、中/數(shù)字萬用表、數(shù)字/模擬混合式儀表,數(shù)字/模擬圖雙顯示的儀表、萬用示波表(將數(shù)字萬用表、數(shù)字存儲(chǔ)示波器等動(dòng)能集于一身)。
數(shù)字萬用表的測(cè)試功能
數(shù)字萬用表不僅可以測(cè)量直流電壓(DCV)、交流電壓(ACV),直流電流(DCA)、交流電流(ACA)、電阻(Ω)、二極管正向壓降(VF)、晶體管發(fā)射極電流放大系數(shù)(hrg)、還能測(cè)電容量(C)、電導(dǎo)(ns)、溫度(T)、頻率(f),并增加了用以檢查線路通斷的蜂鳴器檔(BZ)、低功率法測(cè)電阻檔(L0Ω)。有的儀表還具有電感檔、信號(hào)檔、AC/DC自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能,電容檔自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程功能。
數(shù)型數(shù)字萬用表大多增加了下述新穎實(shí)用的測(cè)試功能:讀數(shù)保持(HOLD)、邏輯測(cè)試(LOGIC)、真有效值(TRMS)、相對(duì)值測(cè)量(RELΔ)、自動(dòng)關(guān)機(jī)(AUTOOFFPOWER)等。
數(shù)字萬用表的抗*力
簡單的數(shù)字萬用表普遍采用積分式A/D轉(zhuǎn)換原理,只要選擇正向積分時(shí)間恰好等于串楨干擾信號(hào)周期的整倍數(shù),就能有效地抑制串楨干擾。這是因?yàn)榇畼E干擾信號(hào)在正向積分階段被平均掉的緣故。中、低檔數(shù)字萬用表的共楨抑制比(CMRR)可達(dá)86~120dB。
數(shù)字萬用表故障捕獲功能
詳見北京海洋興業(yè)科技有限公司《萬用表如何采集與檢測(cè)電器斷斷續(xù)續(xù)故障》。
四、數(shù)字萬用表的發(fā)展趨勢(shì)
集成化
手持式數(shù)字萬用表采用單片A/D轉(zhuǎn)換器,外圍電路比較簡單,只需少量輔助芯片和元器件。近年來單片數(shù)字萬用表芯片不斷問世,使用一片IC即可構(gòu)成功能比較完善的自動(dòng)量程數(shù)字萬用表,為簡化設(shè)計(jì)和降低成本創(chuàng)造了有利條件。
功耗低
新型數(shù)字萬用表普遍采用CMOS大規(guī)模集成電路的A/D轉(zhuǎn)換器,整機(jī)功耗很低。