如何读取数字万用表?

文摘   2024-10-16 08:16   美国  

如何读取数字万用表的测量结果?

大多数手持或台式数字万用表都是用数字来显示测量结果。 屏幕上显示的位数通常就代表了数字万用表的测量分辨率。 分辨率是指数字万用表在测量时能够量化确定的最小细节。 因此,数字万用表显示的位数越多,表明其分辨率越高。 

数字万用表可以提供图形显示、数据记录和信号数字化以及编程功能,还可与外部设备进行通信。

Keysight 六位半和七位半数字万用表

手持数字万用表通常能够显示三位半和四位半的位数。 台式数字万用表通常能够显示五位半、六位半、七位半甚至八位半的位数。 了解数字万用表的位数、准确度和分辨率!

自从数字万用表 (DMM) 问世以来,所有测量显示都有数字。它始终是数字万用表规格中的一个重要部分。它通常显示在手持式或台式万用表的前面板上。

图 1. 台式数字万用表 (DMM) ,数字显示在顶部前面板上(红色圆圈)

显示数字是指数字万用表DMM 可以测量的分辨率级别。分辨率是 DMM 上可量化的细节级别。DMM 显示位数越多,DMM 的分辨率越高。手持式 DMM 的显示数字通常为 3 ½ 位和 4 ½ 位。台式 DMM 的显示数字往往为 5 ½ 位、6 ½ 位、7 ½ 位甚至 8 ½ 位。

手持式数字万用表 (DMM) 通常用于不需要高测量分辨率的简单故障排除和预防性维护工作。大多数台式数字万用表的位数为 5 ½ 位和 6 ½ 位,足以满足许多应用的需求。7 ½ 位和 8 ½ 位台式数字万用表属于高性能仪器,可用于高精度应用,并可作为计量实验室的参考标准。


数字万用表的位数和分辨率是什么意思?

图 1 显示数字万用表 (DMM) 有 7 ½ 位数字。为什么了解半位数字很重要,以及总位数代表什么?嗯,是的,这当然很重要,因为位数几乎总是您会注意到的有关 DMM 的第一个规格。

半位数字只能是 0 或 1。因此,3 位半数字 DMM 提供 2,000 个分辨率计数。4 位半数字 DMM 提供 20,000 个分辨率计数,依此类推。位数直接转换为计数数。数字和计数让我们了解 DMM 的分辨率。它们与精度没有直接关系。人们普遍误以为数字和计数就是 DMM 的精度。

表 2 显示了 DMM 显示数字如何与分辨率计数相对应。如果您有 3 位半数字 DMM,则半位数字是最高有效位。

表 2. DMM 显示数字与分辨率计数相对应

数字万用表 (DMM) 测量中的精度和分辨率

精度和分辨率是选择合适的数字万用表 (DMM) 进行测量时需要考虑的关键规格。
图 3 显示了精度与测量尺度上的分辨率之间的关系。精度衡量这些数字有多好或您可以信任它们的程度。分辨率是可测量的细节级别或数字万用表上的有效位数。

图 3. 测量尺度上的精度和分辨率

让我们看看下面的图 4,DMM 显示屏的最后一位数字是数字“8”。由于我们处于 1 V 范围,数字“8”代表 800 nV。因此,在 1 V 范围内,我们的分辨率为 100 nV。然而,问题是,实际值真的是 800 nV 吗,或者 800 nV 与实际值有多接近?800 nV 与实际值的接近程度就是我们所说的精度。我们可以说,具有精度的 6 ½ 位 DMM 并不比具有良好精度的 5 ½ 位 DMM 更好或更差,即使我们从 6 ½ 位 DMM 获得了更高的分辨率。

图 4. DMM 显示屏显示最后一位数字为最精细分辨率


测量速度如何影响数字万用表分辨率?

让我们来看看测量速度如何影响数字万用表 DMM 的分辨率。如果您想优化测试时间,速度是一个重要因素。速度是模拟数字转换器 (ADC) 捕获样本的速度。让我们以 Keysight 的 34470A 7 ½ 位 DMM 为例来解释测量速度如何影响分辨率。理想情况下,您可能希望获得最高的分辨率和最高的测量速度,但图 5 显示了测量速度和 DMM 分辨率之间的权衡关系。
因此,当测量速度增加时,分辨率会降低。您可能需要检查 DMM 的规格表以确定所有速度下的分辨率,并确保 DMM 所需的最高速度满足您的分辨率要求。

图 5. DMM 在测量速度和 DMM 分辨率之间的权衡关系示例

总结

下次您看到 6 ½ 位 数字万用表 DMM 时,您可以立即识别出它的实际测量范围为 +/- 1999999 或 2,000,000 分辨率计数。½ 位指的是最高有效位,但只能是 0 或 1。

数字万用表 准确度是测量的准确性 - 例如,测量值与真实值的接近程度。数字万用表 分辨率是可测量的细节级别或数字万用表上的有效位数。您还了解了准确度与分辨率的关系以及测量速度如何影响分辨率。

要了解有关数字万用表DMM 的更多信息,请访问: 

如何在数字万用表DMM显示屏上查看图形结果?

如何使用手持万用表生成脉冲宽度调制波形?

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