مقدمة للمواصفات الفنية لأجهزة القياس الرقمية المتعددة

مقدمة للمواصفات الفنية لأجهزة القياس الرقمية المتعددة

1. عدد أرقام العرض وخصائص العرض

تتراوح أرقام العرض الخاصة بالمقياس الرقمي المتعدد عادةً من 31/2 إلى 81/2 رقمًا. هناك مبدأان لتحديد أرقام العرض للأداة الرقمية:

الأول هو أن عدد الأرقام التي يمكنها عرض جميع الأرقام من 0 إلى 9 هو عدد صحيح؛

والثاني هو أن القيمة العددية للرقم الكسري يتم تمثيلها بالرقم العالي في قيمة العرض الكبيرة * باعتبارها البسط. على نطاق واسع، القيمة هي 2000، مما يشير إلى أن الأداة تحتوي على 3 أرقام صحيحة. بسط الرقم العشري هو 1، والمقام هو 2، لذلك يطلق عليه 31/2 رقمًا، ويُنطق "ثلاثة أرقام ونصف". يمكن أن يعرض الرقم المرتفع 0 أو 1 فقط (لا يتم عرض 0 عادةً).

يمكن للبت العالي * لرقم 32/3 (يتم نطقه كـ "ثلاثة وثلثي أرقام") أن يعرض المقياس المتعدد الرقمي 0-2 فقط، وبالتالي فإن قيمة العرض الكبيرة * هي ± 2999. وفي نفس الموقف، فإنه أعلى بنسبة 50 بالمائة من حد المقياس الرقمي المتعدد المكون من 31/2 رقم، وهو ذو قيمة خاصة لقياس الجهد الكهربي 380 فولت تيار متردد.

على سبيل المثال، عند قياس جهد الشبكة باستخدام مقياس رقمي متعدد، يمكن أن تكون * البتة العالية لمقياس رقمي متعدد عادي مكون من 31/2 رقم 0 أو 1 فقط. لقياس جهد الشبكة 220 فولت أو 380 فولت، يمكن عرض ثلاثة أرقام فقط ، ودقة هذا النطاق هي 1 فولت فقط.

في المقابل، باستخدام مقياس رقمي متعدد 33/4-بت لقياس جهد الشبكة، يمكن للبت العالي عرض 0-3، والذي يمكن عرضه بأربعة أرقام بدقة 0.1V، وهو نفس المقياس الرقمي المتعدد 41/2-بت.

تنتمي أجهزة القياس الرقمية المتعددة عمومًا إلى أجهزة قياس متعددة محمولة باليد مع شاشة عرض مكونة من 31/2 رقم. تنقسم أجهزة القياس الرقمية المتعددة 41/2، 51/2 (أقل من 6 أرقام) إلى نوعين: محمول وسطح المكتب. تنتمي معظم أجهزة القياس الرقمية المتعددة لسطح المكتب التي تحتوي على 61/2 رقم أو أكثر إلى هذه الفئة.

يعتمد المقياس الرقمي المتعدد تقنية العرض الرقمي المتقدمة، مع عرض واضح وبديهي وقراءة دقيقة. إنه لا يضمن موضوعية القراءات فحسب، بل يتوافق أيضًا مع عادات القراءة لدى الأشخاص، ويمكنه تقصير وقت القراءة أو التسجيل. هذه المزايا لا تمتلكها أجهزة القياس المتعددة التناظرية التقليدية (أي المؤشر).

2. الدقة

دقة المقياس الرقمي المتعدد هي مزيج من الأخطاء المنهجية والعشوائية في نتائج القياس. وهو يمثل درجة الاتساق بين القيمة المقاسة والقيمة الحقيقية، كما يعكس حجم خطأ القياس. وبشكل عام، كلما زادت الدقة، قل خطأ القياس، والعكس صحيح.

هناك ثلاث طرق للتعبير عن الدقة، كما يلي:

الدقة=± (نسبة RDG بالإضافة إلى نسبة b FS) (2.2.1)

الدقة=± (نسبة RDG بالإضافة إلى n من الكلمات) (2.2.2)

الدقة=± (نسبة RDG بالإضافة إلى نسبة b FS بالإضافة إلى n من الكلمات) (2.2.3)

في المعادلة (2.2.1)، تمثل RDG قيمة القراءة (أي قيمة العرض)، وتمثل FS القيمة الكاملة، ويمثل العنصر السابق بين قوسين الخطأ الشامل لمحول A/D والمحول الوظيفي (مثل مقسم الجهد، الخائن، محول RMS الحقيقي)، والعنصر الأخير هو الخطأ الناجم عن المعالجة الرقمية.

في المعادلة (2.2.2)، n هو التغير في خطأ القياس المنعكس في الرقم الأخير. إذا تم تحويل خطأ n من الكلمات إلى نسبة مئوية من الحجم الكامل، تصبح المعادلة (2.2.1). المعادلة (2.2.3) فريدة تمامًا، ويستخدم بعض المصنعين هذا التعبير. يمثل أحد الأخيرين الأخطاء التي تسببها بيئات أو وظائف أخرى.

دقة المقياس المتعدد الرقمي أفضل بكثير من دقة المقياس المتعدد التناظري. وبأخذ مؤشر دقة النطاق الأساسي لقياس جهد التيار المستمر كمثال، فإنه يمكن أن يصل إلى ± {{0}}.5 بالمائة لمدة 3 بتات ونصف، و0.03 بالمائة لمدة 4 بتات ونصف.

على سبيل المثال، أجهزة القياس المتعددة OI857 وOI859CF. تعد دقة المقياس المتعدد مؤشرًا مهمًا جدًا يعكس جودة المقياس المتعدد وقدراته العملية. من الصعب أن يعبر المقياس المتعدد ذو الدقة الضعيفة عن القيمة الحقيقية، الأمر الذي يمكن أن يؤدي بسهولة إلى سوء تقدير في القياس.

3. القرار (القرار)

تسمى قيمة الجهد المقابلة للكلمة الأخيرة في نطاق الجهد المنخفض لجهاز قياس رقمي متعدد الدقة، مما يعكس حساسية الجهاز.

تزداد دقة الأدوات الرقمية مع عدد الأرقام المعروضة. تختلف المؤشرات عالية الدقة التي يمكن أن يحققها مقياس متعدد رقمي بأرقام مختلفة، مثل مقياس متعدد 31/2 رقم مع 100 μV.

يمكن أيضًا عرض مؤشر دقة المقياس الرقمي المتعدد باستخدام الدقة. تشير الدقة إلى النسبة المئوية للأرقام الصغيرة (باستثناء الصفر) والأرقام الكبيرة التي يمكن للجهاز عرضها.

على سبيل المثال، يمكن لجهاز قياس متعدد نموذجي مكون من 31/2 رقم أن يعرض دقة تبلغ 1/1999 ≈ 0.05 بالمائة، مع عدد صغير من 1 وعدد كبير من 1999.

تجدر الإشارة إلى أن الدقة والدقة ينتميان إلى مفهومين مختلفين. الأول يميز "حساسية" الأداة، أي القدرة على "التعرف" على الفولتية الصغيرة؛ ويعكس الأخير "دقة" القياس، أي درجة الاتساق بين نتائج القياس والقيمة الحقيقية.

لا يرتبط الاثنان بالضرورة، لذلك لا يمكن الخلط بينهما، ناهيك عن الافتراض خطأً أن الدقة (أو الدقة) مشابهة للدقة، والتي تعتمد على الخطأ الشامل وخطأ التكميم لمحول A/D الداخلي والمحول الوظيفي للجهاز .

من منظور القياس، الدقة هي المؤشر "الافتراضي" (مستقل عن خطأ القياس)، في حين أن الدقة هي المؤشر "الحقيقي" (الذي يحدد حجم خطأ القياس). ولذلك، فإن زيادة عدد أرقام العرض بشكل تعسفي لتحسين دقة الجهاز ليس ممكنا.

4. نطاق القياس

في المقياس الرقمي المتعدد الوظائف، يكون للوظائف المختلفة قيم قصوى ودنيا مقابلة يمكن قياسها. على سبيل المثال، مع جهاز قياس متعدد مكون من 41/2 رقم، فإن نطاق اختبار نطاق جهد التيار المستمر هو 0.01mV إلى 1000V.

5. معدل القياس

يُطلق على عدد المرات التي يقيس فيها المقياس الرقمي المتعدد كمية الكهرباء التي يتم قياسها في الثانية معدل القياس، ووحدته هي "مرات/ثانية". ويعتمد بشكل أساسي على معدل التحويل لمحول A/D.

تستخدم بعض أجهزة القياس الرقمية المتعددة المحمولة دورات قياس للإشارة إلى سرعة القياس. ويسمى الوقت اللازم لإكمال عملية القياس بدورة القياس.

هناك تناقض بين معدل القياس ومؤشرات الدقة، وعادةً كلما زادت الدقة، انخفض معدل القياس، ومن الصعب تحقيق التوازن بين الاثنين. لحل هذا التناقض، يمكن ضبط أرقام عرض مختلفة أو مفاتيح تحويل سرعة القياس على نفس المقياس المتعدد:

إضافة نطاق قياس سريع لمحولات A/D مع معدلات قياس أسرع؛ ومن خلال تقليل عدد أرقام العرض، يمكن زيادة معدل القياس بشكل كبير. تُستخدم هذه الطريقة حاليًا بشكل شائع ويمكن أن تلبي احتياجات المستخدمين المختلفين لمعدل القياس.

6. مقاومة الإدخال

عند قياس الجهد، يجب أن يتمتع الجهاز بمقاومة دخل عالية، بحيث يكون التيار المسحوب من الدائرة المقاسة أثناء عملية القياس في حده الأدنى ولا يؤثر على حالة عمل الدائرة المقاسة أو مصدر الإشارة، مما قد يقلل من أخطاء القياس.

على سبيل المثال، مقاومة الإدخال لمقياس متعدد رقمي محمول باليد 31/2-بت في نطاق جهد التيار المستمر هي بشكل عام 10 μ Ω. يتأثر نطاق جهد التيار المتردد بسعة الإدخال، وتكون معاوقة الإدخال أقل عمومًا من نطاق جهد التيار المستمر.

عند قياس التيار، يجب أن يتمتع الجهاز بممانعة إدخال منخفضة للغاية، مما يمكن أن يقلل من تأثير الجهاز على الدائرة المقاسة قدر الإمكان بعد توصيله بالدائرة المقاسة. ومع ذلك، عند استخدام النطاق الحالي لمقياس متعدد، نظرًا لمقاومة الإدخال الصغيرة، يكون من الأسهل حرق الجهاز. يرجى توخي الحذر عند استخدامه.