怎樣選購(gòu)您滿意的萬用表

　　數(shù)字萬用表的模式有幾百種之多。為了挑選出合用的數(shù)字萬用表是一件很傷腦筋的事。問題是如何找到價(jià)錢適當(dāng)而性能符合需要的數(shù)字萬用表。

　　在選擇之前先要確定需要測(cè)量的量值是什么。你做精密的計(jì)量工作嗎真的是用到第7位或第8位數(shù)字進(jìn)行測(cè)量嗎如果是就應(yīng)選購(gòu)高準(zhǔn)確度的臺(tái)面式數(shù)字萬用表,因?yàn)樗�的穩(wěn)定性很好。如要用在定制系統(tǒng)中可選擇61/2f位的能與PXI和VXI兼容的數(shù)字多用表一般說來有許多數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度和分辨率都很高但是要求測(cè)量的結(jié)果并不一定要有這么高的準(zhǔn)確度和分辨率。雖然分辨率是設(shè)計(jì)上的精確性能但是實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的測(cè)量畢竟有賴于測(cè)量技術(shù)的優(yōu)劣。例如用81/2位數(shù)字萬用表做測(cè)量,必須十分小心謹(jǐn)慎和有經(jīng)驗(yàn)否則光有高檔數(shù)字多用表不一定能測(cè)量出好的結(jié)果來。另一方面,有許多低檔數(shù)字萬用表也可能是恰當(dāng)?shù)倪x擇對(duì)象。如果只要求測(cè)量準(zhǔn)確度是5%,測(cè)量功能又不多，那就選購(gòu)低檔的數(shù)字萬用表。數(shù)字萬用表都能測(cè)的基本量：交、直流電壓、電流和電阻。有些人的測(cè)量需求處在以上兩種極端情況之間。選購(gòu)什么樣的數(shù)字萬用表就難以下定決心。因?yàn)樗麄円�求有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度和分辨率,又要價(jià)錢便宜。若要做出最好的選擇,建議他們仔細(xì)閱讀說明書和有關(guān)腳注資料。閱讀小體字腳注有多種高準(zhǔn)確度的臺(tái)面式數(shù)字多用表和低檔手持式數(shù)字萬用表。但是各種數(shù)字萬用表的技術(shù)指標(biāo)表達(dá)式缺乏一致性。例如直流電壓的準(zhǔn)確度有的表示為讀數(shù)的%再加上量程的%。有的表示為讀數(shù)的%加上幾多個(gè)計(jì)數(shù),還有的表表示為讀數(shù)的%再加幾伏特。對(duì)于一種特定的數(shù)字萬用表來說,如果知道了它的滿度值對(duì)應(yīng)多少個(gè)計(jì)數(shù),就能把一種表達(dá)式換算成另一種表達(dá)式。以上三種表達(dá)式都經(jīng)常見到。

　　但是在什么樣的測(cè)試條件下所說的準(zhǔn)確度才能實(shí)現(xiàn)呢?從說明書中可以看到,規(guī)定測(cè)試條件為：準(zhǔn)確度在數(shù)字多用表計(jì)量校準(zhǔn)后一年之內(nèi)有效,而且環(huán)境溫度是23℃土5℃。其它尚有90天的準(zhǔn)確度和24小時(shí)準(zhǔn)確度的時(shí)間限制。數(shù)字多用表的準(zhǔn)確度各種各樣,無法直接進(jìn)行比較,除非是都在同樣的有效時(shí)間段內(nèi)來比較。另外,在加電后預(yù)熱一定時(shí)間后才能達(dá)到準(zhǔn)確度要求。

　　有些數(shù)字萬用表內(nèi)有一個(gè)集成的參考標(biāo)準(zhǔn)源,有自校準(zhǔn)能力,就是說這種數(shù)字多用表即使處在23℃土5℃環(huán)境之外使用也能保證它的測(cè)量準(zhǔn)確度。例如National儀器公司的PXI-4070型數(shù)字萬用表,即使處在0℃-50℃環(huán)境中,經(jīng)過自校準(zhǔn)后也能保證它的測(cè)量準(zhǔn)確度。如果一臺(tái)數(shù)字萬用表在校準(zhǔn)溫度范圍以外使用,而未經(jīng)校準(zhǔn),其測(cè)量準(zhǔn)確度指標(biāo)必定會(huì)降低。例如若考慮到它的溫度系數(shù)：±(讀數(shù)的5ppm+量程的1ppm)/0C,它在50℃而不是在28℃(50℃是23℃±5℃的上限)進(jìn)行測(cè)量要有附加的誤差:±(讀數(shù)的11Oppm+量程的22ppm)。對(duì)于某些數(shù)字萬用表來說,附加的誤差可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它在說明書上規(guī)定的準(zhǔn)確度。說明中的小字體腳注就是對(duì)規(guī)定準(zhǔn)確度限定條件的補(bǔ)充。但是給出6個(gè)甚至10個(gè)或12個(gè)腳注還是不足以說清問題。

　　測(cè)量交流電壓和電流時(shí),其頻率也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。一個(gè)廠家把頻率以一種方式分段給出它的影響量,而另一個(gè)廠家又以另一種方式給頻率分段。例如一家把60Hz(或50Hz)包括在10Hz—3kHz段內(nèi),而另一家又把它包括在45Hz—50OHz頻段內(nèi),它們都用許多個(gè)腳注來說明其全部想告訴用戶的內(nèi)容。

　　波峰系數(shù)也存在同樣的問題。波峰系數(shù)定義為峰值除以它的有效值。一般說來,波峰系數(shù)大的信號(hào)只是偶而與它的平均值偏差較大。放峰系數(shù)大對(duì)應(yīng)著的測(cè)量誤差也較大。一個(gè)腳注限定一個(gè)交流信號(hào)的準(zhǔn)確度指標(biāo),還必須限制被測(cè)信號(hào)的波峰系數(shù)在可以允許的范圍之內(nèi),才能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。除信號(hào)形狀對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響外,信號(hào)的大小和頻率也必須限制在某一定范圍之內(nèi)才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。否則數(shù)字多用表的輸入電路會(huì)被損壞。例如Fluke的170系列中的數(shù)字多用表,限制輸入信號(hào)的電壓與它頻率的乘積V-Hz要小于1×10↑7。有許多數(shù)字多用表都有1000Vac量程,允許信號(hào)頻率是在10kHz以下。測(cè)量的讀數(shù)率與分辨率有直接的聯(lián)系。例如SignametricsSMX2044是一種61/2位的數(shù)字多用表。在如此分辨率上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)率是30個(gè)讀數(shù)/每秒。若要增加讀數(shù)率就必須降低分辨率（即減少位數(shù))。例如任選一種數(shù)字多用表,它的讀數(shù)率是1000個(gè)讀數(shù)/每秒,它的分辨率是41/2位。類似制約關(guān)系也適用于其它廠家的高分辨率數(shù)字萬用表。在腳注里說明了讀數(shù)率和分辨率之間的制約關(guān)系。

[$page]　　許多數(shù)字萬用表有不同的滿度量程,難以相互比較,例如有兩個(gè)不同的數(shù)字萬用表,都有電壓量程,旁邊都有乘10因數(shù),但是一個(gè)數(shù)字萬用表的起始量程是4V,另一個(gè)起始量程是1V。如用它們都測(cè)量1OV。一個(gè)用1V×1O=1OV來測(cè),另一個(gè)則需用4VX1O=40V來測(cè)。前者正好是用滿量程測(cè)10V,后者則用40V量測(cè)10V,1OV只是4OV滿度值25%。由于兩個(gè)數(shù)字多用表之間存在4個(gè)因數(shù),它們的滿度分辨率就不一樣了。但是在做10V測(cè)量時(shí)用的是它們的實(shí)際分辨率。這就是說,在4OV表的最低位上存在令人討厭的噪聲比用1OV表測(cè)1OV時(shí)的噪聲大4倍。對(duì)低價(jià)數(shù)字萬用表,總的準(zhǔn)確度沒有限定條件。就此事詢問過有關(guān)的廠家代表,他們說,測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度與使用技巧有很大關(guān)系,他們建議數(shù)字萬用表應(yīng)當(dāng)每年校準(zhǔn)一次。這雖是含糊其辭的回答,但用其建議的方式校準(zhǔn)數(shù)字萬用表增強(qiáng)了使用者對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的信心。

　　測(cè)量電阻是另外一件事,它的細(xì)節(jié)說明差別很大。大多數(shù)方法是電流集中流過被測(cè)電阻,測(cè)出其兩端之間的電壓降就可算出電阻值。如果出現(xiàn)在被測(cè)電阻上的開路電壓太高,就有問題了。Signamertrics公司CEOTee.Sheffer先生說過：“我在展覽會(huì)上見到過某些數(shù)字萬用表,在表演時(shí)加在被測(cè)電阻上的電壓大于10V,這個(gè)電壓成為一種源,能激起振蕩,造成很大的測(cè)量誤差。”有消息稱,加在被測(cè)電阻上的電壓必須是低伏特值。例如Fluke179型數(shù)字萬用表,所有電阻量程的開路電壓小于1.5V。在測(cè)量電阻時(shí)并非所有電流都流過被測(cè)電阻,總有一小部分被旁路過去,這樣會(huì)造成測(cè)量誤差。某些型號(hào)的數(shù)字多用表能消除掉這個(gè)誤差電壓,使歐