تحليل تأثير أخطاء المقاييس المتعددة على نتائج القياس
كلما زادت المقاومة الداخلية Rv للفولتميتر، كلما اقتربت القيمة المقاسة من القيمة الفعلية التي تكون أقل من الجهد المقاس، وكلما قل الخطأ، زادت الحساسية. ولذلك، فإن نطاق المقاومة للمقياس المتعدد هو معلمة للمقياس المتعدد. تستخلص هذه المقالة الاستنتاجات التالية من خلال التحليل:
1. إذا تم استخدام جهازي قياس متعددين بحساسيات جهد مختلفة لقياس نفس الكائن، فإن خطأ القياس للمقياس المتعدد ذي حساسية الجهد العالي سيكون أصغر من خطأ المقياس المتعدد ذي حساسية الجهد المنخفض.
2. بالنسبة للنطاقات المختلفة لنفس المقياس المتعدد، كلما زاد نطاق الجهد، زادت المقاومة الداخلية، وقل تأثير الأخطاء على نتائج القياس.
وفيما يلي مثال لتوضيح تأثير الأخطاء على نتائج القياس. يظهر الشكل تحليل الخطأ أثناء قياس الجهد.
في الشكل، مصدر طاقة التيار المستمر U=10v، مع مقاومة داخلية r=200K Ω. يتم اختيار مقياس متعدد بحساسية جهد 20K Ω/V لقياس هذا الجهد. ما مدى تأثير الخطأ على نتائج القياس؟ إذا اخترنا 50V بدلاً من 10V، بمقاومة داخلية تبلغ 1M Ω، فما مدى تأثير الخطأ على نتائج القياس؟
حل:
عند القياس لأول مرة، حدد نطاق الجهد 10 فولت والمقاومة الداخلية Rv=200k Ω، ثم:
الخطأ النسبي هو:
عند القياس للمرة الثانية، حدد نطاق الجهد 50 فولت والمقاومة الداخلية Rv=1M Ω، ثم:
الخطأ النسبي هو:
ويمكن ملاحظة أن الخطأ النسبي له تأثير أقل على نتائج القياس أثناء القياس الثاني. وهذا يعني أنه في عملية القياس، من أجل ضمان حساسيتها وتقليل أخطاء القياس، يمكن أيضًا في بعض الأحيان اختيار نطاق جهد أكبر. وذلك لأنه كلما زاد نطاق الجهد، زادت المقاومة الداخلية وزادت حساسية الجهد. بالطبع، لا يمكن تحديد نطاق الجهد كبير جدًا، وإلا فإن زاوية انحراف المؤشر ستكون صغيرة جدًا وستكون القراءة غير دقيقة. عادة ما تكون المقاومة الداخلية لمصدر طاقة التيار المتردد منخفضة، ويمكن استخدام مقياس متعدد ذو حساسية للجهد المنخفض لقياس جهد التيار المتردد.
من التحليل أعلاه، يمكن أن نستنتج أنه عند قياس الجهد بمقياس متعدد، فمن الأفضل أن تكون هناك مقاومة داخلية أعلى في نطاق جهد المقياس المتعدد، حيث يتم توصيل رأس العداد للمقياس المتعدد بالتوازي مع الدائرة التي يتم قياسها. كلما زادت المقاومة الداخلية للمقياس، قل تأثير الأخطاء على نتائج القياس، وكلما زادت الحساسية.
