Analyse des Einflusses von Multimeterfehlern auf Messergebnisse
Je größer der Innenwiderstand Rv des Voltmeters ist, desto näher liegt der Messwert am tatsächlichen Wert, der kleiner als die gemessene Spannung ist, desto kleiner ist der Fehler und desto höher ist die Empfindlichkeit. Daher ist der Widerstandsbereich des Multimeters ein Parameter des Multimeters. Dieser Artikel zieht durch Analyse die folgenden Schlussfolgerungen:
1. Wenn zwei Multimeter mit unterschiedlicher Spannungsempfindlichkeit zur Messung desselben Objekts verwendet werden, ist der Messfehler des Multimeters mit höherer Spannungsempfindlichkeit kleiner als der des Multimeters mit niedrigerer Spannungsempfindlichkeit.
2. Für unterschiedliche Bereiche desselben Multimeters gilt: Je größer der Spannungsbereich, desto höher der Innenwiderstand und desto geringer die Auswirkung von Fehlern auf die Messergebnisse.
Hier ein Beispiel, um die Auswirkung von Fehlern auf Messergebnisse zu veranschaulichen. Die Fehleranalyse bei der Spannungsmessung ist in der Abbildung dargestellt.
In der Abbildung ist die Gleichstromversorgung U=10v, mit einem Innenwiderstand r=200K Ω. Zur Messung dieser Spannung wird ein Multimeter mit einer Spannungsempfindlichkeit von 20K Ω/V ausgewählt. Wie stark beeinflusst der Fehler die Messergebnisse? Wenn wir 50 V statt 10 V wählen, mit einem Innenwiderstand von 1 MΩ, welchen Einfluss hat der Fehler dann auf die Messergebnisse?
Lösung:
Wählen Sie bei der ersten Messung den 10-V-Spannungsbereich und den Innenwiderstand Rv=200k Ω, dann:
Der relative Fehler ist:
Wählen Sie bei der zweiten Messung den 50-V-Spannungsbereich und den Innenwiderstand Rv=1M Ω, dann:
Der relative Fehler ist:
Es ist zu erkennen, dass der relative Fehler bei der zweiten Messung einen geringeren Einfluss auf die Messergebnisse hat. Das heißt, im Messprozess kann zur Sicherstellung der Empfindlichkeit und zur Reduzierung von Messfehlern teilweise auch ein größerer Spannungsbereich gewählt werden. Denn je größer der Spannungsbereich, desto größer der Innenwiderstand und desto höher die Spannungsempfindlichkeit. Natürlich darf der Spannungsbereich nicht zu groß gewählt werden, da sonst der Zeigerausschlagwinkel zu klein wird und die Anzeige ungenau wird. Der Innenwiderstand einer Wechselstromversorgung ist normalerweise niedrig, und zur Messung der Wechselspannung kann ein Multimeter mit geringer Spannungsempfindlichkeit verwendet werden.
Aus der obigen Analyse lässt sich schließen, dass bei der Spannungsmessung mit einem Multimeter ein höherer Innenwiderstand im Spannungsbereich des Multimeters vorzuziehen ist, da der Messkopf des Multimeters parallel zum zu messenden Stromkreis geschaltet ist. Je größer der Innenwiderstand des Messgeräts ist, desto geringer ist der Einfluss von Fehlern auf die Messergebnisse und desto höher ist die Empfindlichkeit.
