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如何表示数字万用表的准确度？

安泰测试设备

2017/08/11

其他仪器综合讨论

准确度（精度）
数字万用表的准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。它表示测量值与真值的一致程度，也反映测量误差的大小。一般讲准确度愈高，测量误差就愈小，反之亦然。
准确度有三种表达方式，分别如下：
准确度＝±（a ％ RDG + b％ FS ）（ 2.2.1 ）
准确度＝±（a ％ RDG +n 个字）（ 2.2.2 ）
准确度＝±（a ％ RDG + b％ FS + n 个字）（ 2.2.3 ）
式（ 2.2.1 ）中， RDG 为读数值（即显示值）， FS 表示满度值，括弧中前一项代表 A/D 转换器和功能转换器（例如分压器、分流器、真有效值转换器）的综合误差，后一项是由于数字化处理而带来的误差。式（ 2.2.2 ）中， n 是量化误差反映在末位数字上的变化量，若把 n 个字的误差折合成满量程的百分数，即变成式（ 2.2.1 ）。式（ 2.2.3 ）比较特殊，有些厂家用此种表达方式，后两项中有一项表示其它环境或功能引入的误差。
数字万用表的准确度远优于模拟指针万用表。以测量直流电压的基本量程的准确度指标为例， 3 位半可达到± 0.5 ％， 4 位半可达到 0.03 ％等。例如： OI857 和 OI859CF 万用表。万用表的准确度是一个很重要的指标，它反映万用表的质量和工艺能力，准确度差的万用表很难表达出真实的
值，容易引起测量上的误判。
精度取决于包括在测量值中的误差值。精度规范表示如下：“读数的%+量程的%”。在本式中，“读数的%”与读数成比例，而“量程的%”是偏移值。这些规范是针对每个测量量程而制订的。如果精度达不到测量分辨率的要求，那么分辨率对精度就没有影响。然而，您仍然可以使用万用表来监控测量期间的微小变化。例如：假设您希望使用准确度为1 年、量程为10V 的34401A 万用表测量10 Vdc 信号，那么精度为：0.0035 + 0.0005 = 10 x (0.0035 / 100) + 10 x (0.0005 / 100) = +/-0.00040因此：测量值为：10.00000精度为：* +/-0.00040分辨率为：0.00001实际读数在9.9996 和10.0004 之间
测量值的最后两位数包括误差。
*一些型号的万用表采用“ppm”来代替“读数的%”和“量程的%”。 ppm 的值可以通过乘以1/1,000,000 （= 10-6）获得。
例1：若1 （V）的误差为10ppm，则实际误差值是1 x 10 x (1/1,000,000) = 0.00001（V）。
例2：若1 0（V)的误差为5ppm，则实际误差值是10 x 5 x 10-6 = 50 u（V) 。
*一些型号的万用表采用“计数”而非“读数的%”和“量程的%”。
数字万用表的精度（购买万用表知识普及贴）
数字万用表基本指标
引言：数字万用表是电气测量中常用到的电子仪器，它具有很多特殊功能，但主要功能是对电压、电阻和电流进行测量。一台真正的数字万用表(DMM)应该什么样？它能做什么？怎样用它测量？你需要它什么样的功能？怎样最安全有效的使用它？哪种万用表更适应环境要求？本文由安泰测试（029-88353093）整理，在万用表使用上给您一些建议。
一、数字万用表基本指标
使用数字万用表时不仅要看基本规格，还要看它的特点、功能和全部设计生产指标。以下是数字万用表需要考虑的基本指标和性能。
(一)可靠性：尤其是在恶劣条件下，可靠性比以往任何时候都重要。
(二)安全性：数字万用表设计中首要考虑的问题，尤其经过认证实验室的独立测试，并且印上了诸如UL、CSA、VDE 等测试实验室的标志（见万用表的安全问题一文）。
(三)分辨率：分辨率也称灵敏度，指数字万用表测量结果的最小量化单位，即可以看到被测信号的微小变化。例如：如果数字多用表在4V 范围内的分辨率是1mV，那么在测量1V 的信号时，你就可以看到1mV 的微小变化。数字万用表的分辨率一般用位数或字表示。
数字万用表分辨率是很重要的指标，就像你要测量小于1 毫米的长度，你肯定不会用最小单位为厘米的尺子；或者温度为98.6°F，那么用只有整数标记的温度计测量是没用的，你需要一块分辨率为0.1°F 的温度表。
一个3 位半的表，后三位可以显示三个从0 到9 的全数字位,前一位只显示一个半位(显示1 或没有显示)，即3 位半的数字表可以达到1999 字的分辨率；一块4 位半的数字万用表可以达到19999 字的分辨率。用字来描述数字表的分辨率比用位数描述要好。
现在的3 位半数字万用表的分辨率已经提高到3200 或4000 字。3200 字的数字万用表为某些测量提供了更好的分辨率。例如，一个1999 字的表，在测量大于200V 的电压时，你不可能显示到0.1V。而3200 字的数字万用表在测320 伏特的电压时，仍可显示到0.1V。当被测电压高于320V，而又要达到0.1V 的分辨率时,就要用价格贵一些的20000 字的数字万用表。
(四)精度：指在特定的使用环境下，出现的最大允许误差。换句话说，精度就是用来表明数字多用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。对于数字万用表来说，精度通常使用读数的百分数表示。例如，1%的读数精度的含义是数字万用表显示100.0V时，实际的电压可能会在99.0V 到101.0V 之间。在详细说明书中可能会有特定数值加到基本精度中，它的含义就是，对显示的最右端进行变换要加的字数。在前面的例子中，精度可能会标为±（1%+2）。因此，如果万用表的读数是100.0V，实际的电压会在98.8V 到101.2V 之间。模拟表（或指针万用表）的精度是按全量程的误差来计算的，而不是按显示的读数来计算。指针万用表的典型精度是全量程的±2%或±3%。数字万用表的典型基本精度在读数的±（0.7%+1）和±（0.1%+1）之间，甚至更高。
(五)欧姆定律：欧姆定律揭示了电压、电流、电阻之间的关系。应用欧姆定律，任何电路电压、电流、电阻可以计算：电压=电流×电阻。因此只要知道公式中的任意两个值就可以计算出第三个值。数字万用表就是应用欧姆定律来测量并显示电阻、电流或电压。
(六)数字和模拟指针显示：在精度和分辨率方面，数字显示有很好的优势，测量值可以用三位或更多位来显示。模拟指针在精度和分辨率方面略逊一筹，我们一般靠估计指针的位置来读数。数字万用表具有的条棒图象模拟指针一样显示信号的变化和趋势，但它更耐用并且减少了损坏。
指针式与数字式万用表各优缺点比较分析
指针万用表是一种平均值式仪表，它具有直观、形象的读数指示。(一般读数值与指针摆动角度密切相关,所以很直观)。数字万用表是瞬时取样式仪表。它采用 0.3 秒取一次样来显示测量结果，有时每次取样结果只是十分相近，并不完全相同，这对于读取结果就不如指针式方便。
指针式万用表一般内部没有放大器，所以内阻较小，比如 MF-10 型，直流电压灵敏度为100 千欧/伏。MF-500 型的直流电压灵敏度为20 千欧/伏。
数字式万用表由于内部采用了运放电路，内阻可以做得很大，往往在1M 欧或更大。(即可以得到更高的灵敏度)。这使得对被测电路的影响可以更小，测量精度较高。
指针式万用表由于内阻较小，且多采用分立元件构成分流分压电路。所以频率特性是不均匀的(相对数字式来说)，而指针式万用表的频率特性相对好一点。指针式万用表内部结构简单，所以成本较低，功能较少，维护简单，过流过压能力较强。数字式万用表内部采用了多种振荡，放大、分频保护等电路，所以功能较多。比如可以测量温度、频率(在一个较低的范围)、电容、电感，做信号发生器等等。数字式万用表由于内部结构多用集成电路所以过载能力较差，(不过现在有些已能自动换档，自动保护等，但使用较复杂)，损坏后一般也不易修复。数字式万用表输出电压较低(通常不超过1 伏)。对于一些电压特性特殊的元件的测试不便(如可控硅、发光二极管等)。指针式万用表输出电压较高，(有10.5 伏、12 伏等)。电流也大(如MF-500＊1 欧档最大有100 毫安左右)可以方便的测试可控硅、发光二极管等。
万用表的分辨率、位数、字、精度、CATI、II 代表的含义
分辨率、位数、字
分辨率是指一块表测量结果的好坏。了解一块表的分辨率，你就可以知道是否可以看到被测量信号的微小变化。例如，如果数字多用表在4V 范围内的分辨率是1mV，那么在测量1V 的信号时，你就可以看到1mV（1/1000伏特）的微小变化。如果你要测量小于1/4 英寸（或1 毫米）的长度，你肯定不会用最小单位为英寸（或厘米）的尺子。如果温度为98.6°F，那么用只有整数标记的温度计测量是没用的。你需要一块分辨率为0.1°F 的温度表。位数、字就是用来描述表的分辨率的。数字多用表是按它们可以显示的位数和字分类的。一个3 位半的表，可以显示三个从0 到9 的全数字位,和一个半位（只显示1 或没有显示）。一块3 位半的数字表可以达到1999 字的分辨率。一块4 位半的数字表可以达到19999 字的分辨率。用字来描述数字表的分辨率比用位描述好。现在的3 位半数字表的分辨率已经提高到3200 或4000 字。3200 字的数字表为某些测量提供了更好的分辨率。例如，一个1999 字
的表，在测量大于200V 的电压时，你不可能显示到0.1V。而3200 字的数字表在测320 伏特的电压时，仍可显示到0.1V。当被测电压高于320V，而又
要达到0.1V 的分辨率时,就要用价格贵一些的20000 字的数字表。
精度
精度就是指在特定的使用环境下，出现的最大允许误差。换句话说，精度就是用来表明数字多用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。对于数字多用表来说，精度通常使用读数的百分数表示。例如，1%的读数精度的含义是：数字多用表的显示是100.0V 时，实际的电压可能会在99.0V 到101.0V 之间。在详细说明书中可能会有特定数值加到基本精度中。它的含义就是，对显示的最右端进行变换要加的字数。在前面的例子中，精度可能会标为±（1%+2）。因此，如果GMM 的读数是100.0V，实际的电压会在98.8V 到101.2V之间。
模拟表的精度是按全量程的误差来计算的，而不是按显示的读数来计算。
模拟表的典型精度是全量程的±2%或±3%。数字多用表的典型基本精度在读数的±（0.7%+1）和±（0.1%+1）之间，甚至更高。
欧姆定律
应用欧姆定律，任何电路的电压、电流、电阻都可以计算出来。公式是：电压=电流X 电阻。因此只要知道公式中的任意两个值就可以计算出第三个
值。数字多用表就是应用欧姆定律来测量并显示电阻、电流或电压。在后面的介绍中，你就可以看到数字多用表非常易用。欧姆定律揭示了电压、电流、电阻之间的关系。将手指放在要求的值上。如果剩下的两项如果是并排的就将它们相乘；否则就将它们相除。但对于只用数字多用表来说，是非常简便的。
数字和模拟显示
在精度和分辨率方面，数字显示有很好的优势，测量值可以用三位或更多位来显示。模拟指针在精度和分辨率方面略逊一筹。因为你不得不去估计指针的位置。条形图象模拟指针一样显示信号的变化和趋势。但它更耐用并且减少了损坏。

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Kevin

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