对指针表电阻档精度 3% of ARC 表示方法的理解

abbey_tom

电真空 发表于 2022-2-3 22:23
对于模拟万用电表。各电阻倍率，它们的误差等级一般与直流电流、电压量程相同。原因是，测电阻本质也就是测 ...

您这么一说，我就更加明白了事情的本质，
电阻档本质就是电流档，
不同的中值电阻相当于电流表不同的分流电阻，
所以它指示电流的准确性，
就如同电流表一样，若是2.5级，
电流表是电流档量程的2.5%，
这个电阻档“指示的精度”自然是弧长的2.5%，
但由“指示”到“欧姆”读数之间有一个函数，
之间并非线性，该函数天然决定了：
“欧姆”读数最小相对误差，
是它引用的电流表误差的4倍。
这一点也在本帖中得到了验证，
一只2.5级精度的表，
欧姆档的最小相对误差为10%，
就在中值附近。

abbey_tom

这一点在《万用电表新颖线路》一书中有明确的论证，
在第42页，经过数学推导后得到的结论是：

abbey_tom

其实对于精度为2.5%的电流表来说，
说起相对误差也不是一成不变的，
因为其绝对误差为总量程的2.5%，
因此越接近满度值，
其相对误差就越小，
就越接近最小误差。
比如100mA档，
并不是说它测得所有值相对误差都是2.5%，
而是如下：
100mA, 相对误差2.5%
50mA, 相对误差为5%
10mA, 相对误差为25%

abbey_tom

上述情况可以推广到大家认为精度高的数字表上，
光看标称指标以为自己测得的数字能够达到某种精度，
其实不然，
以我现在所用的METRAHit 23S为例，
该表算是小数字表中的中上等了，
直流电流精度可达0.05，
其电阻精度为0.1
我们来仔细计算一下，
用它测电阻的话，
误差可差到什么程度。
其电阻档最低档为300Ω
标称精度为0.1%+5d，分辨率为10mΩ
也就是说，该档内最大误差为300Ω*0.1%+5*10mΩ＝0.35Ω
它的相对误差最小也就在测量接近300Ω的电阻，
达到近千分之一的精度，
假如测量30Ω的电阻，其精度为0.35/30大约是1.2%，
1%的金属膜电阻都比它精确、稳定。
假如测量10Ω的电阻，精度下降到3.6%
测量3Ω的电阻（因为没有其它档可用），
精度下降到12%，和MF47的中值附近的精度一致了。
上面的结果还是在精确归零的情况下。

abbey_tom

接上楼，我们再看一看玩具数字表DT830B的精度情况，
前提是合格优质的DT830B，山寨的不必讨论。
其电阻档最低档为200Ω
标称精度为1%+2d，分辨率为100mΩ
也就是说，该档内最大误差为200Ω*1%+2*100mΩ＝2.1Ω
它的相对误差最小也就在测量接近200Ω的电阻，
达到近1%的精度，
假如测量20Ω的电阻，其精度为10.5%，
加上这种表基本没有归零功能，
其测量结果可能比中值20Ω的MF47的还差。
更不用说用它测量10Ω及以下的电阻了，精度迅速下降

abbey_tom

接上楼，
所以使用数字表，
不要认为它精度一定高，
脑子里总是一成不变地把标称精度作为所有测量值的精度，
要尽量用低档位进行测量，
使数值尽量落在量程的后半段。

Lee_88

指针表的电阻挡误差标识一般为指示值的10%或弧长的2.5%（3%），指示值的10%容易理解，弧长的2.5%我的理解是指针所扫过的弧长的2.5%，这样才能和指示值的10%相对应，否则在大阻值测量时指针的偏转角还不到总弧长的2.5%时无法解释。

quexing

abbey_tom 发表于 2022-2-4 08:10
其实对于精度为2.5%的电流表来说，
说起相对误差也不是一成不变的，
因为其绝对误差为总量程的2.5%，

其实很多使用者并不知道这么多的误差计算方法。
我使用讲求实效，测电流、电压档的原则：摆幅尽量不过中间，何解？因为高电压档内阻大，高电流档内阻小。准确度就大，所以我测量电压、电流是都是尽量选择大的档位【或者说高的档位】。
至于电阻挡，以47为例，按照我的理解，就用x100档接入分流的是2.43K。计算中值电阻是约2.17K，这样你测量2.2K的的电阻已经肯定有有误差了【测量起来误差达到10%以上】，我水平不高。理解不到设计者的思路。总之我将改成2.56K后测量与数字表对比误差1%不到【肉眼看】，计算的中值是2.27K【2K+18.2K//2.43K=2.27K】但是实际测量却是2.31K，计算和误差有0.04K，问题出在哪里？电线内阻？不知道。

quexing

同样47的表，以电阻挡x1k为例，原来是20K串联的电阻【2K表头+20K=22K】达到中值，但是测量22K电阻同样是偏大约10%左右，我将20改成21.2之后，准确很多【与数字表对比】。这个档位，计算与测量是一致的。

abbey_tom

quexing 发表于 2022-2-4 10:39
其实很多使用者并不知道这么多的误差计算方法。
我使用讲求实效，测电流、电压档的原则：摆幅尽量不过 ...

电流、电压档的原则，
有待商榷。
从读数精度来看，
应与您的原则相反，尽量摆幅过半。
考虑内阻的情况下符合您的原则，
这两者有相互制约的效果。
需要结合实际研究一下再给结论（主要看被测对象对内阻的敏感程度），
不可一概而论。

quexing

abbey_tom 发表于 2022-2-4 11:42
电流、电压档的原则，
有待商榷。
从读数精度来看，

我表述不清楚。
我的意思是测电压电流【47为例】，假设测5mA，用5mA档刚好满偏，其实不可能满偏，因为有内阻。但是如果用50mA档测量，那就更加接近5mA，因为内阻比5mA档小。

quexing

测量电压也是如果用2.5V档测量电压，2.5V的可能不满偏。就是达不到2.5V，但是用10V档测量就会更接近2.5V，因为10V档比2.5V档内阻大。

abbey_tom

quexing 发表于 2022-2-4 12:01
测量电压也是如果用2.5V档测量电压，2.5V的可能不满偏。就是达不到2.5V，但是用10V档测量就会更接近2.5V， ...

我理解您的意思，
是您没有理解我的意思。
内阻的影响要看被测对象对并联电阻大小的敏感程度。

abbey_tom

接上楼，
以您举的例子来说，
MF47直流电压档的是20KΩ/V
则2.5V档内阻是50KΩ，10V档内阻是200KΩ
假如是用它去测大小10KΩ负载上的电压，
内阻对结果会有一定的影响，
假如内阻较小，
比如测量一只100Ω电阻两端上的电压，
用2.5V测时并联后总电阻为99.8Ω
用10V测时并联后总电阻为99.95Ω
阻值的变化差异只有0.15%，
也意味着对电压变化的影响差异只有0.15%
（2.5V档约比10V档带来约0.00375V电压的下降）
但2.5V接近满偏时测量精度将近2.5%即正负0.0625V并且读数更清晰
而用10V档测量时，只是偏移不到四分之一，
此处的测量精度虽然仍为2.5%，但误差可达0.25V
您觉得应该用哪一档测呢？

abbey_tom

接上楼，有时间的话，
您可以用3V的电源给100Ω+20Ω多点儿的电阻供电，
此时100Ω上的压降大约接近2.5V，
分别用2.5V档和10V档测量试验一下。