شرح تفصيلي لاختيار نطاق المتر المتعدد وخطأ القياس

شرح تفصيلي لاختيار نطاق المتر المتعدد وخطأ القياس

ستكون هناك بعض الأخطاء عند القياس باستخدام جهاز متعدد. بعض هذه الأخطاء هي الحد الأقصى للأخطاء المطلقة التي يسمح بها مستوى دقة الجهاز نفسه. بعضها أخطاء بشرية ناجمة عن التعديل والاستخدام غير السليم. إذا فهمت بشكل صحيح خصائص أجهزة القياس المتعددة وأسباب أخطاء القياس، وأتقنت تقنيات وأساليب القياس الصحيحة، فيمكنك تقليل أخطاء القياس.

يعد خطأ القراءة البشري أحد الأسباب التي تؤثر على دقة القياس. إنه أمر لا مفر منه ولكن يمكن التقليل منه. ولذلك ينبغي إيلاء اهتمام خاص للنقاط التالية أثناء الاستخدام:

1. قبل القياس، ضع جهاز القياس المتعدد أفقيًا وقم بإجراء التعديل الميكانيكي الصفري؛

2. أبقِ عينيك متعامدتين مع المؤشر عند القراءة؛

3. عند قياس المقاومة، يجب عدم إجراء أي تعديل في كل مرة تقوم فيها بتغيير التروس. إذا لم تتمكن من الوصول إلى الصفر، فاستبدل البطارية بأخرى جديدة؛

4. عند قياس المقاومة أو الجهد العالي، لا تمسك الجزء المعدني من سلك الاختبار بيديك لتجنب تحويل مقاومة جسم الإنسان، أو زيادة خطأ القياس أو التسبب في صدمة كهربائية؛

5. عند قياس المقاومة في دائرة RC، قم بقطع مصدر الطاقة في الدائرة وقم بتفريغ كل الكهرباء المخزنة في المكثف قبل القياس مرة أخرى. وبعد استبعاد أخطاء القراءة البشرية، نقوم بإجراء بعض التحليلات على أخطاء أخرى.

1. اختيار الجهد المتعدد والنطاق الحالي وخطأ القياس
تنقسم مستويات دقة أجهزة القياس المتعددة بشكل عام إلى عدة مستويات مثل {{0}}.1، 0.5، 1.5، 2.5، 5، إلخ. معايرة مستوى الدقة (الدقة) لجهد التيار المستمر، والتيار، يتم تمثيل جهد التيار المتردد والتيار والتروس الأخرى بنسبة الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به △X والقيمة الكاملة للنطاق المحدد. يتم التعبير عنها بالصيغة: A%=(△X/قيمة المقياس الكامل)×100%... 1

(1) خطأ ناتج عن استخدام أجهزة قياس متعددة ذات دقة مختلفة لقياس نفس الجهد

على سبيل المثال: يوجد جهد قياسي 10فولت، ويتم قياسه بمقياسين متعددين عند مستوى 100 فولت ومستوى 0.5 ومستوى 15 فولت ومستوى 2.5. أي جهاز قياس لديه أصغر خطأ في القياس؟

الحل: من المعادلة 1: قياس المتر الأول: الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به

△X1=±0.5%×100V=±0.50V.

اختبار المقياس الثاني: الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به

△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.

وبمقارنة △X1 و △X2، يمكن ملاحظة أنه على الرغم من أن دقة المقياس الأول أعلى من دقة المقياس الثاني، إلا أن الخطأ الناتج عن القياس باستخدام المقياس الأول أكبر من الخطأ الناتج عن القياس باستخدام المتر الثاني متر. لذلك، يمكن ملاحظة أنه عند اختيار جهاز متعدد، كلما زادت الدقة، كلما كان ذلك أفضل. مع وجود مقياس متعدد عالي الدقة، تحتاج أيضًا إلى اختيار نطاق القياس المناسب. فقط من خلال تحديد نطاق القياس بشكل صحيح يمكن إطلاق العنان للدقة المحتملة للمقياس المتعدد.

(2) خطأ ناتج عن قياس نفس الجهد بنطاقات مختلفة للمقياس المتعدد
على سبيل المثال: يتمتع جهاز القياس المتعدد MF-30 بدقة تبلغ المستوى 2.5. ويستخدم التروس 100 فولت و 25 فولت لقياس الجهد القياسي 23 فولت. أي الترس لديه أصغر خطأ؟

الحل: الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به لكتلة 100 فولت:

X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.

الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به لكتلة 25 فولت: △X (25)=±2.5% × 25 فولت=±0.625 فولت. ويمكن رؤيته من الحل أعلاه:

استخدم ترس 100 فولت لقياس الجهد القياسي 23 فولت. تتراوح القيمة على المقياس المتعدد بين 20.5 فولت و25.5 فولت. استخدم ترس 25 فولت لقياس الجهد القياسي 23 فولت. تتراوح القيمة على المقياس المتعدد بين 22.375 فولت و23.625 فولت. انطلاقًا من النتائج المذكورة أعلاه، △X (100) أكبر من △X (25)، أي أن خطأ قياس كتلة 100 فولت أكبر بكثير من خطأ قياس كتلة 25 فولت. لذلك، عندما يقيس جهاز متعدد الفولتية مختلفة، فإن الأخطاء الناتجة عن القياس بنطاقات مختلفة تكون مختلفة. في حالة استيفاء قيمة الإشارة المقاسة، يجب اختيار ترس ذو نطاق صغير قدر الإمكان. وهذا يحسن دقة القياس.

(3) الخطأ الناتج عن قياس جهدين مختلفين بنفس نطاق جهاز القياس المتعدد

على سبيل المثال: يتمتع جهاز القياس المتعدد MF-30 بدقة تبلغ 2.5. يستخدم ترس 100 فولت لقياس الجهد القياسي 20 فولت و80 فولت. أي الترس لديه أصغر خطأ؟

الحل: الحد الأقصى للخطأ النسبي: △A%=الحد الأقصى للخطأ المطلق △X/ضبط الجهد القياسي المقاس × 100%، الحد الأقصى للخطأ المطلق عند كتلة 100 فولت △X (100)=±2.5% × 100 فولت { {8}} ±2.5 فولت.

بالنسبة لـ 20 فولت، تتراوح قيمة الإشارة بين 17.5 فولت -22.5 فولت. الحد الأقصى للخطأ النسبي هو: A(20)%=(±2.5V/20V)×100%=±12.5%.

بالنسبة لـ 80 فولت، تتراوح قيمة الإشارة بين 77.5 فولت -82.5 فولت. الحد الأقصى للخطأ النسبي هو:

A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.

وبمقارنة الأخطاء النسبية القصوى للجهود المقاسة 20 فولت و80 فولت، يمكننا أن نرى أن الأول به خطأ أكبر بكثير من الأخير. ولذلك، عند استخدام نفس النطاق من المقياس المتعدد لقياس جهدين مختلفين، فإن الجهد الأقرب إلى قيمة المقياس الكامل سيكون له دقة أعلى. لذلك، عند قياس الجهد، يجب الإشارة إلى الجهد المقاس أعلى من 2/3 من نطاق المقياس المتعدد. بهذه الطريقة فقط يمكن تقليل أخطاء القياس.

2. خطأ في اختيار النطاق وقياس الحاجز الكهربائي
يمكن لكل نطاق من المقاومة الكهربائية قياس قيم المقاومة من 0 إلى ∞. مقياس الأومتر هو مقياس مقلوب غير خطي وغير متساوي. يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من طول قوس المسطرة. علاوة على ذلك، فإن المقاومة الداخلية لكل نطاق تساوي رقم المقياس المركزي مضروبًا في طول قوس المسطرة، وهو ما يسمى "المقاومة المركزية". وهذا يعني أنه عندما تكون المقاومة المقاسة مساوية للمقاومة المركزية للنطاق المحدد، فإن التيار المتدفق في الدائرة هو نصف التيار الكامل. المؤشر في وسط المقياس. يتم التعبير عن دقتها بالصيغة التالية:

R%=(△R/المقاومة المركزية)×100%……2

(1) عند استخدام مقياس متعدد لقياس نفس المقاومة، يكون الخطأ ناتجًا عن اختيار نطاقات مختلفة

على سبيل المثال: جهاز القياس المتعدد MF{{0}}، المقاومة المركزية لكتلة Rxl0 هي 250Ω؛ المقاومة المركزية للكتلة R×l00 هي 2.5kΩ. مستوى الدقة هو المستوى 2.5. استخدمه لقياس مقاومة قياسية تبلغ 500 أوم، واسأل إذا كنت تستخدم كتلة R×l0 أو كتلة R×100 للقياس، أيهما لديه الخطأ الأكبر؟ الحل: من المعادلة 2:

الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به لكتلة R×l0 هو △R(10)=المقاومة المركزية×R%=250Ω×(±2.5)%=±6.25 أوم. استخدمه لقياس المقاومة القياسية 500 أوم، وقيمة الإشارة للمقاومة القياسية 500 أوم تتراوح بين 493.75 أوم و506.25 أوم. الحد الأقصى للخطأ النسبي هو: ±6.25÷500Ω×100%=±1.25%.

الحد الأقصى للخطأ المطلق المسموح به لكتلة R×l00 هو △R (100)=المقاومة المركزية × R% 2.5kΩ × (±2.5)%=±62.5Ω. استخدمه لقياس المقاومة القياسية 500 أوم، وقيمة الإشارة للمقاومة القياسية 500 أوم تتراوح بين 437.5 أوم و562.5 أوم. الحد الأقصى للخطأ النسبي هو: ±62.5÷500Ω×100%=±10.5%.

تظهر مقارنة نتائج الحساب أن أخطاء القياس تختلف بشكل كبير عند اختيار نطاقات مقاومة مختلفة. لذلك، عند تحديد نطاق التروس، حاول الحفاظ على قيمة المقاومة المقاسة في منتصف طول القوس لمقياس النطاق. دقة القياس ستكون أعلى.