如何減小萬用表的測量誤差

楚家銀

一般萬用表的測量精度是有限的，其測量誤差與萬用表本身的參數(shù)、測量方法及使用條件有關(guān)，還有溫度、電壓、頻率以及電壓和電流的波形都會影響測量誤差，其中萬用表的參數(shù)，靈敏度與電壓降將會引入固定誤差。

靈敏度:是萬用表的重要參數(shù)之一，它表示萬用表測量電壓時指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度時取至被測電路的電流值，單位是Ω/V。例如某萬用表在100V量程時指針滿刻度電流為50uA，則該表內(nèi)阻為100V/50uA=2МΩ，則靈敏度=電表內(nèi)阻/電壓量程=2МΩ/100V=20KΩ/V。其物理意義是：該表直流電壓檔每測量1V電壓對應(yīng)的內(nèi)阻為20KΩ。可見，萬用表的靈敏度越高，分流電流越小，對被測電路的影響越小，所以，選擇靈敏度較高的萬用表就可減少固定誤差。在萬用表的刻度盤上，通常都有靈敏度的標(biāo)稱值，例如500型萬用表的交流電壓檔和直流2.5KV檔的靈敏度為4000Ω/V，其余直流檔為20000Ω/V。這樣就可以算出各電壓檔相應(yīng)的總電阻值，以了解該萬用表對被測量電路的影響。

電壓降:是萬用表的另一個重要參數(shù)，它表示萬用表直流電流檔在滿量程測量時所產(chǎn)生的電壓降。對于某一型號的萬用表來說，其值基本為一定值，不同型號的萬用表也相差無幾，500型、MF30型萬用表的電壓降約為0.75V，MF9型萬用表的電壓降約為0.6V。

為減少測量誤差，除了選擇高靈敏度的萬用表外，還要選擇正確的量程。例如選用高壓檔測量比用低壓檔測量對電路的影響小，選用大電流檔比用小電流檔的影響也要小些。

用萬用表測量直流電壓時，應(yīng)選用內(nèi)阻遠(yuǎn)大于被測電路阻值的檔級測量，否則將產(chǎn)生較大的誤差。因為萬用表直流電壓檔的總內(nèi)阻是隨電壓量程而改變的，低壓檔的阻值較小，高壓檔的較大。在測量直流電壓時，萬用表與被測電路是并聯(lián)的，那么電表的內(nèi)阻與被測電路并聯(lián)，使等效的并聯(lián)電阻(即等效負(fù)載)變小，形成分流，使測得的電壓值比實際值要低。

測量直流電流時，萬用表必須串入被測電路，那么電表的電壓降使回路的等效電壓降低，因而使回路電流減小，即被測電流減小。萬用表電壓降的影響與回路電壓的高低有關(guān)，在回路電壓比較低的情況下影響較大。從串聯(lián)電阻的觀點來看，對回路電阻高的電路影響較小。也就是說，在高電壓、高電阻的電路內(nèi)測量電流所造成的誤差較小，可忽略不計，但在測量低電壓、低電阻的電路時，必須考慮此項誤差。所以，為減小測量誤差，應(yīng)盡量采用大電流量程檔即低內(nèi)阻檔來測量直流電流。必要時還可通過測量回路電阻兩端的電壓來間接的測量電流。

用萬用表測量電阻時，電表并聯(lián)在被測電阻的兩端，相當(dāng)于在被測電阻的兩端并聯(lián)了一個具有一定內(nèi)阻的電源，所以被測電阻中有電流流過，且其兩端加有電壓。當(dāng)測量熱敏電阻時，應(yīng)選擇合適的檔位，以免過大的電流使電阻發(fā)熱而產(chǎn)生誤差，還應(yīng)避免長時間測量；測量壓敏電阻和穩(wěn)壓二極管時，應(yīng)根據(jù)其電壓范圍來選擇合適的量程，才能正確的測出其特性。當(dāng)用萬用表的RX1檔測量電阻時，流過被測原件的電流大；用RX10K檔測量時，加在被側(cè)元件兩端的電壓最高。所以用萬用表電阻檔測晶體管時，盡量選用中間檔位，注意功耗不能超過被測管的極限值，以免損壞晶體管。另外，測量電阻時，不能用手捏住電阻的兩端，這相當(dāng)于將人體電阻并聯(lián)在被測電阻的兩端，使總電阻減小，被測值小于真實值，加大了測量誤差。

萬用表測量交流電壓時，在表的內(nèi)部是先將交流電壓整流變成直流電壓來測量的。所以，測量交流電壓時除了產(chǎn)生直流測量的誤差外，還要受到整流管頻率特性的影響。萬用表交流電壓檔使用的額定頻率一般為45～1000HZ，在測量頻率更高的電壓時，由于整流二極管的結(jié)電容，使反向電壓漏過二極管，導(dǎo)致整流效果降低。因而頻率愈高，影響愈嚴(yán)重。如果測試的頻率范圍超過額定值而小于10KHZ時，雖然可以測量，但誤差卻很大。另外，當(dāng)被測電壓較低時，整流二極管的非線性也會帶來誤差，因此，萬用表的交流10V檔一般都是單獨進(jìn)行刻度的。還有，萬用表只適合測量波形失真小于2%的正弦電壓。若被測量的是波形失真大于2%的正弦波或各種非正弦波，也會因波形影響而產(chǎn)生較大的測量誤差。例如彩色顯像管燈絲用行脈沖供電，其有效值為6.3V，峰-峰值約30Vp-p，但是用萬用表卻測不到這兩種電壓值，只能用萬用表的交流檔或dB檔判斷該電壓的有無。