Точность цифрового мультиметра (DMM) является основным показателем для измерения близости его измерений к реальным значениям и зависит от многих факторов. Ниже приводится анализ четырех измерений аппаратного проектирования, внешней среды, эксплуатационных спецификаций и калибровки обслуживания:

I. Влияние аппаратного проектирования и производственных процессов

1. Производительность основных компонентов

- Свойства модульного преобразователя (ADC)

Цифры ADC напрямую определяют разрешение, например, теоретическое разрешение 24 - битного ADC может достигать 1 / 16777216, но на практике необходимо взвесить скорость преобразования и способность подавлять шум. Высокоточные ADC обычно используют архитектуру дельта -, которая сочетает в себе технологию отбора проб для снижения квантового шума.

- Стабильность базового источника

Температурный коэффициент внутреннего эталонного напряжения (TC) имеет решающее значение, высококачественные продукты используют термоподдув Зина или источник опорного зазора, так что температурный дрейф контролируется в пределах ± (1×10 ⁻C). Например, специальный эталонный чип, используемый в Fluke 8846A, имеет годовую стабильность ±0002%.

- Оптимизация передней схемы.

Выбор операционного усилителя входного уровня влияет на отношение входного импеданса к подавлению комодуля (CMRR). Прецизионная FET - доставка ввода может снизить ток смещения ввода до уровня pA и устранить конденсаторный эффект кабеля с технологией экранного привода.

Раскладка PCB и проектирование заземления

- Стратегия разделения.

Цифровая зона и зона моделирования строго отделены, слой питания и стратификация плоскости земли расположены, ключевые сигнальные линии используют дифференциальные линии.

- Оптимизация многослойной компоновки

Высокочастотная фильтрующая емкость размещается в непосредственной близости от IC - штыря, а на входе в питание устанавливается сеть фильтров LC типа π. Для измерения слабых сигналов на уровне мю V даже используется керамическая матрица для уменьшения диэлектрического поглощения.

Ограничения внешних условий

1. Влияние колебаний температуры

- Механизм компенсации за температурный дрейф

При превышении рабочей температуры в диапазоне (23 ± 5) °C, при каждом повышении на 1 °C, типичный мультиметр создает дополнительную погрешность чтения 00005%. Некоторые модели имеют встроенную терморезисторную решетку PTC и нелинейную компенсацию с программным алгоритмом. Эксперименты показали, что увеличение погрешности компенсированного оборудования в диапазоне от - 10 до 50°C может контролироваться в пределах 0002%.

- Профилактика локальных очагов.

Длительная работа на полную мощность может привести к нагреванию трансформаторов и выпрямительных мостов, рекомендуется непрерывная работа не более 8 часов. При необходимости устанавливается вентилятор для охлаждения, поддерживается перепад температур в машине < 3°C.

2. Проблемы электромагнитной совместимости

- Подавление помех проводимости.

Порт питания оснащен магнитным кольцом для фильтрации высокочастотного шума, а интерфейс USB / RS232 оснащен ферритовым магнитным шариком. Измеренные данные показывают, что мобильные звонки вблизи незащищенного времени приводят к ±2 битиям счета измерения AC.

- Защита от радиационной связи

При измерении высокорезистивных цепей близость человеческого тела может вводить помехи в сотни Гц. Решения включают в себя использование экранирующих приспособлений, сокращение длины тестового провода и включение среднего режима (усредненное значение отбора проб в N раз).

Управление человеческими переменными в операционных нормах

1. Принципы выбора диапазона

- Закон оптимального соответствия.

Когда измеренное напряжение находится в диапазоне 1 / 3 ~ 2 / 3 текущего диапазона, относительная погрешность минимальна. Например, для измерения батареи 1.2V, используя 2V - диапазон, можно получить более низкую потерю действительного числа, чем 20V - диапазон. Автоматическое переключение диапазона, хотя и удобно, может иметь повторяющиеся прыжки вблизи критической точки, когда ручная блокировка более надежна.

- Механизмы защиты от перегрузок

Неправильное включение высокого давления может привести к плавлению предохранителя или даже сжиганию сопротивления переменного напряжения. Регулярные продукты имеют двойную защиту: нестационарные ингибирующие диодные плоскогубцы + страхование от самовосстановления PTC. Ежедневное использование должно развить привычку сначала оценивать, а затем подключаться.

2. Управление приложениями тестирования

- Контактная масса зонда.

Банановые вилки с сильным окислением увеличивают контактное сопротивление до уровня Омега, вызывая серьезное ослабление сигнала милливольтного уровня. Рекомендуется ежемесячно протирать позолоченные контакты спиртовой ватой и ежегодно заменять стареющие пружины.

- Исправление потерь на испытательных линиях

Параметры распределения стандартных тестовых линий составляют около 0,05 μH / m + 100 pF / m, и резонаторы образуются в диапазоне МГц. При точном измерении следует выбрать коаксиальный кабель с низким уровнем потерь, который компенсируется введением фактической длины линии в меню.

Периодическая система калибровки и прослеживаемости

1. Требования к передаче данных в цепочке измерений

- Трехступенчатая система калибровки

Первичная школа на заводе: многофункциональный калибровочный прибор Fluke 5720A, прослеживаемый до национальных эталонов;

б) периодическая проверка: ежегодно направляется в провинциальный метрологический институт, выполняется в соответствии с правилами JJG (военная промышленность) 117 - 201X;

Проверка на месте: еженедельная быстрая проверка с использованием стандартного источника сопротивления / напряжения для сохранения исходных данных для поиска.

- Модель оценки неопределенности

Стандартная неопределенность синтеза, в которой U - ₁ исходит из неопределенности расширения более высокого стандарта, а U₁ представляет собой стандартное отклонение от повторяющегося введения. Типичное значение UC промышленного мультиметра составляет от 0005% до 0,01%.

2. Мониторинг долгосрочной стабильности

- Анализ тенденций исторических данных

Создание базы данных для регистрации ключевых параметров каждой калибровки и построения годовой кривой дрейфа. При обнаружении превышения показателя в три раза подряд немедленно начинается процедура профилактического обслуживания.

- Прогноз срока службы ключевых компонентов

Срок службы электролитических конденсаторов составляет около 5 - 8 лет, до истечения срока их службы происходит повышение ESR. Изменения емкости можно обнаружить с помощью таблицы LCR, чтобы заранее подготовить запасные части.