數(shù)字萬(wàn)用表及誤差分析ppt課件

1、1.3.1 1.3.1 數(shù)字式萬(wàn)用表數(shù)字式萬(wàn)用表(DVMDigital (DVMDigital Voltmeter) Voltmeter) 一、功能和特點(diǎn)一、功能和特點(diǎn)1、數(shù)字顯示、直觀準(zhǔn)確、數(shù)字顯示、直觀準(zhǔn)確2、準(zhǔn)確度高、準(zhǔn)確度高3、分辨率高、分辨率高可現(xiàn)實(shí)的最小數(shù)可現(xiàn)實(shí)的最小數(shù)/可現(xiàn)實(shí)的最大數(shù)可現(xiàn)實(shí)的最大數(shù)分辨力、分辨率、準(zhǔn)確度、靈敏度分辨力、分辨率、準(zhǔn)確度、靈敏度分辨力：在最低電壓量程上末位分辨力：在最低電壓量程上末位1個(gè)字所代表的電壓值，個(gè)字所代表的電壓值，它反映儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的添加而提高。它反映儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的添加而提高。 3.丈量誤差丈量誤差

2、 數(shù)字電壓表的固有誤差用絕對(duì)誤差數(shù)字電壓表的固有誤差用絕對(duì)誤差表示，其表示方式有多種：表示，其表示方式有多種： U=U=(a(aUxUx十十b bUm)Um) = = (a (aUxUx十十n n字字) ) 滿度誤差滿度誤差決議量化誤差、決議量化誤差、內(nèi)部噪聲內(nèi)部噪聲讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差決議轉(zhuǎn)換系決議轉(zhuǎn)換系數(shù)、非線性數(shù)、非線性 任一讀數(shù)下的相對(duì)誤差為任一讀數(shù)下的相對(duì)誤差為 xmxUUbaUU%5.40 由此式可見，由此式可見， 隨讀數(shù)隨讀數(shù)Ux減小而添加，故在丈量小電壓時(shí)，宜減小而添加，故在丈量小電壓時(shí)，宜換用較小的量程檔，以提高丈量精度。此結(jié)果與模擬電壓表是換用較小的量程檔，以提高丈量精度。此結(jié)

3、果與模擬電壓表是一致的。一致的。 例：用例：用4 位位sx1842DVM測(cè)測(cè)1.5V電壓，分別用電壓，分別用2V檔和檔和200檔檔丈量，知：丈量，知：2V檔固有誤差：檔固有誤差：0.025%Ux 1個(gè)字，個(gè)字，200V檔固有誤差：檔固有誤差：0.03%Ux 1個(gè)字個(gè)字問：兩種情況下由固有誤差引起的丈量誤差各為多少？問：兩種情況下由固有誤差引起的丈量誤差各為多少？解：因解：因4 位位DVM最大顯示為最大顯示為19999，所以，所以2v和和200v檔的檔的1個(gè)字分別代表：個(gè)字分別代表：220.000119999dV 2002000.0119999dV 2002000.03%0.010.03%0.6

4、7%0.70%1.5UUU 220.025%0.00010.032%1.5UUU 結(jié)論：結(jié)論：1.不同量程不同量程“1個(gè)字誤差對(duì)測(cè)結(jié)果不一樣，丈量時(shí)個(gè)字誤差對(duì)測(cè)結(jié)果不一樣，丈量時(shí)應(yīng)盡量選擇適宜的量程。同模擬電壓表結(jié)論一致。應(yīng)盡量選擇適宜的量程。同模擬電壓表結(jié)論一致。 2.雖然雖然DVM有有4 位分辨力，但不正確運(yùn)用，那么達(dá)不位分辨力，但不正確運(yùn)用，那么達(dá)不到應(yīng)有的準(zhǔn)確度。故分辨力高不等于準(zhǔn)確度高。到應(yīng)有的準(zhǔn)確度。故分辨力高不等于準(zhǔn)確度高。分辨力分辨力 準(zhǔn)確度誤差準(zhǔn)確度誤差 需求指出，分辨力與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的概念。前者表征需求指出，分辨力與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的概念。前者表征儀表的儀表的“靈敏

5、性，即對(duì)微小電壓的靈敏性，即對(duì)微小電壓的“識(shí)別才干；后者反映測(cè)識(shí)別才干；后者反映測(cè)量的量的“準(zhǔn)確性，即丈量結(jié)果與真值的一致程度。二者無(wú)必然準(zhǔn)確性，即丈量結(jié)果與真值的一致程度。二者無(wú)必然的聯(lián)絡(luò)，因此不能混為一談，更不得將分辨力或分辨率的聯(lián)絡(luò)，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)確度的一項(xiàng)目的。實(shí)踐上分辨力僅與儀表誤以為是類似于準(zhǔn)確度的一項(xiàng)目的。實(shí)踐上分辨力僅與儀表顯示位數(shù)有關(guān)，而準(zhǔn)確度那么取決于顯示位數(shù)有關(guān)，而準(zhǔn)確度那么取決于A/D 轉(zhuǎn)換器等的總誤差。轉(zhuǎn)換器等的總誤差。從丈量角度看，分辨力是從丈量角度看，分辨力是“虛目的與丈量誤差無(wú)關(guān)，準(zhǔn)虛目的與丈量誤差無(wú)關(guān)，準(zhǔn)確度才是確度才

6、是“實(shí)目的代表丈量誤差的大小。實(shí)目的代表丈量誤差的大小。 因此，恣意添加顯示位數(shù)來(lái)提高儀表分辨力的方案是不可取的。因此，恣意添加顯示位數(shù)來(lái)提高儀表分辨力的方案是不可取的。例選用分辨率為例選用分辨率為24位的位的A/D，并不能保證明現(xiàn)，并不能保證明現(xiàn)24位的準(zhǔn)確度。位的準(zhǔn)確度。 在設(shè)計(jì)上通常，分辨力應(yīng)高于準(zhǔn)確度，保證分辨力不會(huì)制約在設(shè)計(jì)上通常，分辨力應(yīng)高于準(zhǔn)確度，保證分辨力不會(huì)制約可獲得的準(zhǔn)確度，以保證從讀數(shù)中檢測(cè)出小的變化量?？色@得的準(zhǔn)確度，以保證從讀數(shù)中檢測(cè)出小的變化量。 例如，例如，3、4位、位、8位位DVM的最高分辨力分別為的最高分辨力分別為100V、10V、1nV。 1. 999999

7、V1. 999999V： 量程量程/ /最大顯示值最大顯示值=2/1999999=2/1999999 =2/2000000V=10-6V=1V =2/2000000V=10-6V=1V V mV V V mV V 由于分辨力與數(shù)字電壓表中由于分辨力與數(shù)字電壓表中A/D的位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，分辨的位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，分辨力愈高，故有時(shí)稱具有多少位的分辨力。例如，稱力愈高，故有時(shí)稱具有多少位的分辨力。例如，稱12位位A/D具具有有12位分辨力，同時(shí)，分辨力越高，被測(cè)電壓愈小，電壓表愈位分辨力，同時(shí)，分辨力越高，被測(cè)電壓愈小，電壓表愈靈敏，故有時(shí)把分辨力稱作靈敏度。靈敏，故有時(shí)把分辨力稱作靈敏度。

8、超量程才干超量程才干舉例：被側(cè)電壓為舉例：被側(cè)電壓為13.04V假設(shè)運(yùn)用三位假設(shè)運(yùn)用三位DVM有超量程才干？有超量程才干？運(yùn)用運(yùn)用100V量程量程降低丈量的精度以及分辨力降低丈量的精度以及分辨力假設(shè)運(yùn)用假設(shè)運(yùn)用1V量程，最大顯示？有超量程才干？量程，最大顯示？有超量程才干？運(yùn)用運(yùn)用2V量程，最大顯示？有超量程才干？量程，最大顯示？有超量程才干？132假設(shè)運(yùn)用三位半假設(shè)運(yùn)用三位半DVM有超量程才干？有超量程才干？沒有降低丈量的精度以及分辨力沒有降低丈量的精度以及分辨力當(dāng)滿量程為當(dāng)滿量程為10V的四位表，其輸入電壓從的四位表，其輸入電壓從9.999V變至變至10.001V時(shí)，假設(shè)無(wú)超量程才干，計(jì)數(shù)

9、器溢出，量程自時(shí)，假設(shè)無(wú)超量程才干，計(jì)數(shù)器溢出，量程自動(dòng)切換到動(dòng)切換到100V，得到，得到“10.00V的顯示，喪失了的顯示，喪失了0.001V的信息；的信息；被測(cè)電壓：被測(cè)電壓：“10.001V。當(dāng)量程為當(dāng)量程為10V的四位半表，那么不會(huì)降低精度和分辨的四位半表，那么不會(huì)降低精度和分辨力，量程仍為力，量程仍為10V，顯示為，顯示為“10.001V。數(shù)字電壓表組數(shù)字電壓表組成成(DVMDigital Voltmeter) 直流數(shù)字電壓表的根本方框圖直流數(shù)字電壓表的根本方框圖輸入輸入模擬部分模擬部分?jǐn)?shù) 字 部數(shù) 字 部分分電源電源輸入輸入電路電路轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A-DA-D計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器顯示器顯示器輯

10、電路輯電路控制邏控制邏4、丈量速率快、丈量速率快按按A/D轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理 A/D變換變換積分式積分式比較式比較式雙斜式、多斜式雙斜式、多斜式脈沖調(diào)寬式脈沖調(diào)寬式電壓反響型電壓反響型V-F變換式變換式反響比較式反響比較式逐次比較式逐次比較式100萬(wàn)次萬(wàn)次/S余數(shù)循環(huán)比較式余數(shù)循環(huán)比較式 直接比較式直接比較式 并聯(lián)比較式并聯(lián)比較式分級(jí)式流水線式分級(jí)式流水線式按按A/D轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理 幾到幾百次幾到幾百次/S取決于取決于A/D速度速度 5、輸入阻抗高、輸入阻抗高6、集成度高、集成度高7、測(cè)試功能齊全、測(cè)試功能齊全8、維護(hù)功能齊全、維護(hù)功能齊全9、功耗低、抗干擾才干強(qiáng)、功耗低、抗干擾才干強(qiáng)

11、二、數(shù)字式萬(wàn)用表的運(yùn)用方法二、數(shù)字式萬(wàn)用表的運(yùn)用方法 丈量直流電壓丈量直流電壓 將電源開關(guān)撥到將電源開關(guān)撥到ON , 量程開關(guān)撥到量程開關(guān)撥到 DC 丈量交流電壓丈量交流電壓 將電源開關(guān)撥到將電源開關(guān)撥到ON , 量程開關(guān)撥到量程開關(guān)撥到ACV 丈量直流電流丈量直流電流 將電源開關(guān)撥到將電源開關(guān)撥到ON , 量程開關(guān)撥到量程開關(guān)撥到DCA 丈量交流電流丈量交流電流 將電源開關(guān)撥到將電源開關(guān)撥到ON, 量程開關(guān)撥到量程開關(guān)撥到ACA 1.4.3 1.4.3 數(shù)字式萬(wàn)用表數(shù)字式萬(wàn)用表1.數(shù)字式萬(wàn)用表的運(yùn)用方法數(shù)字式萬(wàn)用表的運(yùn)用方法 電阻值的丈量電阻值的丈量 翻開電源開關(guān)，量程開關(guān)撥至翻開電源開關(guān)，

12、量程開關(guān)撥至n范范圍內(nèi)的適宜量程位置圍內(nèi)的適宜量程位置 二極管壓降的丈量二極管壓降的丈量 翻開電源開關(guān)，量程開關(guān)撥至二極翻開電源開關(guān)，量程開關(guān)撥至二極管擋管擋 三極管的丈量三極管的丈量 根據(jù)被測(cè)三極管的類型，將開關(guān)撥根據(jù)被測(cè)三極管的類型，將開關(guān)撥至至PNP或或NPN擋擋1.4.3 1.4.3 數(shù)字式萬(wàn)用表數(shù)字式萬(wàn)用表2.指針式萬(wàn)用表和數(shù)字式萬(wàn)用表的運(yùn)用指針式萬(wàn)用表和數(shù)字式萬(wàn)用表的運(yùn)用不同之處不同之處 在丈量過(guò)程中，指針式萬(wàn)用表的量在丈量過(guò)程中，指針式萬(wàn)用表的量程需在丈量前由丈量者預(yù)先選定，而數(shù)程需在丈量前由丈量者預(yù)先選定，而數(shù)字式萬(wàn)用表的量程那么能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。同字式萬(wàn)用表的量程那么能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。同

13、時(shí)數(shù)字式萬(wàn)用表在丈量參數(shù)值超量程時(shí)時(shí)數(shù)字式萬(wàn)用表在丈量參數(shù)值超量程時(shí)能自動(dòng)溢出，指針式萬(wàn)用表那么會(huì)出現(xiàn)能自動(dòng)溢出，指針式萬(wàn)用表那么會(huì)出現(xiàn)打表頭景象。因此，當(dāng)被丈量參數(shù)值在打表頭景象。因此，當(dāng)被丈量參數(shù)值在丈量前無(wú)法估計(jì)時(shí)，普通選用數(shù)字式萬(wàn)丈量前無(wú)法估計(jì)時(shí)，普通選用數(shù)字式萬(wàn)用表較為方便。用表較為方便。1.4.4 MFl01.4.4 MFl0型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明1.用途用途 本儀表為高靈敏度，磁電整流系多本儀表為高靈敏度，磁電整流系多量限萬(wàn)用電表，可以丈量直流電壓、直量限萬(wàn)用電表，可以丈量直流電壓、直流電流、中頻交流電壓、音頻電千和直流電流、中頻交流電壓、音頻電千和直流電阻。流電阻

14、。 由于丈量所耗費(fèi)的電流極微，因此由于丈量所耗費(fèi)的電流極微，因此在丈量高內(nèi)阻的電路參數(shù)時(shí)，不會(huì)顯著在丈量高內(nèi)阻的電路參數(shù)時(shí)，不會(huì)顯著影響電路的形狀，是現(xiàn)代電訊器件制造影響電路的形狀，是現(xiàn)代電訊器件制造工廠和科學(xué)研討測(cè)試的必需常備丈量?jī)x工廠和科學(xué)研討測(cè)試的必需常備丈量?jī)x表。表。 電流最靈敏量限的滿度值為電流最靈敏量限的滿度值為10A，可以用它來(lái)丈量普通萬(wàn)用電表所不能丈可以用它來(lái)丈量普通萬(wàn)用電表所不能丈量的微弱電流。由于儀表直接用磁電型量的微弱電流。由于儀表直接用磁電型式構(gòu)造作為丈量根底，故而運(yùn)用方便，式構(gòu)造作為丈量根底，故而運(yùn)用方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，并且穩(wěn)定性良好。維護(hù)簡(jiǎn)單，并且穩(wěn)定性良好。1.4.4

15、 MFl01.4.4 MFl0型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明2.主要技術(shù)特性主要技術(shù)特性 (1) 丈量范圍丈量范圍 (2) 準(zhǔn)確度等級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí) (3) 頻率影響頻率影響 (4) 溫度影響溫度影響 (5) 位置影響位置影響 (6) 阻尼時(shí)間阻尼時(shí)間 (7) 絕緣強(qiáng)度絕緣強(qiáng)度 (8) 儀表的外形尺寸儀表的外形尺寸 (9) 儀表的分量?jī)x表的分量1.4.4 MFl01.4.4 MFl0型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明3.運(yùn)用方法運(yùn)用方法 (1) 零位調(diào)整零位調(diào)整 (2) 直流電壓的丈量直流電壓的丈量 (3) 交流電壓的丈量交流電壓的丈量 (4) 直流電流的丈量直流電流的丈量 (5) 直流電

16、阻的丈量直流電阻的丈量1.4.4 MFl01.4.4 MFl0型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明型萬(wàn)用電表運(yùn)用闡明4.本卷須知本卷須知 (1) 儀表在測(cè)試時(shí)，不能旋轉(zhuǎn)開關(guān)儀表在測(cè)試時(shí)，不能旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋鈕，特別是高電壓和大旋鈕，特別是高電壓和大 電流時(shí)，嚴(yán)禁帶電轉(zhuǎn)換量程。電流時(shí)，嚴(yán)禁帶電轉(zhuǎn)換量程。 (2) 當(dāng)被測(cè)之量不能確定其大約數(shù)當(dāng)被測(cè)之量不能確定其大約數(shù)值時(shí)，應(yīng)將量限轉(zhuǎn)換開關(guān)值時(shí)，應(yīng)將量限轉(zhuǎn)換開關(guān) 旋到最大量限的位置上，然后旋到最大量限的位置上，然后再選擇順應(yīng)的量程，使指再選擇順應(yīng)的量程，使指 針得到最大偏轉(zhuǎn)，針得到最大偏轉(zhuǎn)， (3) 丈量直流電流時(shí)，儀表應(yīng)與被丈量直流電流時(shí)，儀表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，制止將儀表

17、測(cè)電路串聯(lián)，制止將儀表 直接跨接在被測(cè)電路的電壓兩直接跨接在被測(cè)電路的電壓兩端，以防止儀表過(guò)負(fù)荷而端，以防止儀表過(guò)負(fù)荷而 損壞。損壞。1.4.5 DT-8301.4.5 DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表型數(shù)字萬(wàn)用表1.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述2.根本技術(shù)性能根本技術(shù)性能3.運(yùn)用方法及本卷須知運(yùn)用方法及本卷須知1.4.5 DT-8301.4.5 DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表型數(shù)字萬(wàn)用表1.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述 近年來(lái)數(shù)字萬(wàn)用表運(yùn)用日益廣泛，近年來(lái)數(shù)字萬(wàn)用表運(yùn)用日益廣泛，它具有精度高，輸入阻抗高，顯示直觀，它具有精度高，輸入阻抗高，顯示直觀，過(guò)載才干強(qiáng)，功能全等優(yōu)點(diǎn)。有過(guò)載才干強(qiáng)，功能全等優(yōu)點(diǎn)。有 (1) DT830普通型，普通型， (

18、2) DT860， (3) DT-870自換程自換程 (4) DT-930， (5) DT-940全維護(hù)功能全維護(hù)功能(1) DT830(1) DT830普通型普通型 (2) DT860(2) DT860 (3) DT-870(3) DT-870自換程自換程 (4) DT-930(4) DT-930 (1) DT830普通型，普通型， (2) DT860， (3) DT-870自換程自換程 (4) DT-930， (5) DT-940全維護(hù)功能全維護(hù)功能(5) DT-940(5) DT-940全維護(hù)功能全維護(hù)功能 (1) DT830普通型，普通型， (2) DT860， (3) DT-870自

19、換程自換程 (4) DT-930， (5) DT-940全維護(hù)功能全維護(hù)功能1.4.5 DT-8301.4.5 DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表型數(shù)字萬(wàn)用表原理圖原理圖 1.4.5 DT-8301.4.5 DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表型數(shù)字萬(wàn)用表2.根本技術(shù)性能根本技術(shù)性能 (1) 顯示位數(shù)：顯示位數(shù)：4位數(shù)字，最高位只位數(shù)字，最高位只能顯示能顯示1或不顯示數(shù)字，算半位，所以或不顯示數(shù)字，算半位，所以稱稱3 位，最大顯示數(shù)為位，最大顯示數(shù)為1999或或1999。 (2) 調(diào)零和極性，具有自動(dòng)調(diào)零和調(diào)零和極性，具有自動(dòng)調(diào)零和顯示正、負(fù)極性的功能。顯示正、負(fù)極性的功能。 (3) 超量程顯示，超越量程時(shí)顯示超量

20、程顯示，超越量程時(shí)顯示1或或“1。 (4) 采樣時(shí)間：采樣時(shí)間：0.4s。 (5) 電源：電源：9V疊層電池供電。疊層電池供電。 (6) 整機(jī)功耗：整機(jī)功耗：20mW1.4.5 DT-8301.4.5 DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表型數(shù)字萬(wàn)用表3.運(yùn)用方法及本卷須知運(yùn)用方法及本卷須知 (1) 測(cè)試輸入插座：黑色測(cè)試：棒測(cè)試輸入插座：黑色測(cè)試：棒插在插在“COM()的插座里不動(dòng)。紅色測(cè)的插座里不動(dòng)。紅色測(cè)試棒有以下兩種插法：試棒有以下兩種插法：(a)在測(cè)電阻值和在測(cè)電阻值和電壓時(shí)，將紅色測(cè)試棒插在電壓時(shí)，將紅色測(cè)試棒插在“V的插孔的插孔里。里。(b)在丈量小于在丈量小于200mA的電流時(shí)，將的電流時(shí)，

21、將紅色測(cè)試棒插在紅色測(cè)試棒插在“mA插孔里。當(dāng)丈量插孔里。當(dāng)丈量大于大于200mA的電流時(shí)，將紅色測(cè)試棒插的電流時(shí)，將紅色測(cè)試棒插在在“l(fā)0A插孔里。插孔里。 (2) 根據(jù)被丈量的性質(zhì)和大小，將根據(jù)被丈量的性質(zhì)和大小，將面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到適當(dāng)?shù)臋n位。并面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到適當(dāng)?shù)臋n位。并將測(cè)試棒插在適當(dāng)?shù)牟遄?。將測(cè)試棒插在適當(dāng)?shù)牟遄铩?.4.5 DT-8301.4.5 DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表型數(shù)字萬(wàn)用表3.運(yùn)用方法及本卷須知運(yùn)用方法及本卷須知 (3) 將電源開關(guān)置于將電源開關(guān)置于“ON位置，即可用位置，即可用測(cè)試棒直接丈量測(cè)試棒直接丈量 (4) 測(cè)畢，將電源開關(guān)置于測(cè)畢，將電源開關(guān)置于“OFF位置