Fluke 15B和187之間測量斬波后的市電,其電壓值顯示不同,一個是入門級萬用表,一個是高端的萬用表,差別很大,隨后我就對比了不同的萬用表,結果發現每一個都不一樣,但是測量正弦波的時候都會準確顯示220V;結果論壇的大神告訴我是算法的不同,因此漲了見識。
前兩天又看到論壇里有人說萬用表的可信度,正好我在實際操作中也遇到這個現象,給大家再參考一下,理想萬用表對我們的產品是沒有影響的,但是實際中必然會存在干擾,而我們實際測量必須要進行相應的估算,來選定合適的檔位盡量避免誤差。而且我們的儀器在使用過程中也必須進行相應的校驗,很多供電電源這種設備精度是漂移很大,必須要首先用萬用表這種測量設備校準。
因為不是可編程電源,價格便宜,誤差也比較大,在只點亮一個3030 1W的貼片LED時候,電源顯示1.9V 0.1A,而萬用表顯示2.023V,自然以萬用表為準。
但是萬用表電流檔串接進入以后電流值就會有很大的差距了,不過更令人奇怪的是,mA檔和A檔測量出的結果有了差不多一倍的差距,哪個是真的?
換上電阻以后,差別就沒那么明顯,2V/100mA來估算差不多此時LED的阻值在20R左右;用10R的瓷盤電阻作為負載會發現mA檔位和A檔位差別30mA左右,但是不像LED差別那么大。
為什么LED會差別那么大?難道萬用表出故障?那肯定不可能,因為全新的剛經過質檢的萬用表出錯概率極低。實際上這只是極其簡單的直流電壓電流的測量,每一個測量結果都是正確的,但哪個結果比較可信?自然應該是A檔位測量電阻最可信!
為什么說測量結果正確但是不可信,是因為萬用表的引入造成了誤差,下圖是一個萬用表的電路圖,好像就是15B的,各家萬用表的原理都差不多。從圖中我們可以看出電流不同檔位之間串接的電阻不同,實際上電流表的原理就是將電路的電流經過一個恒定的電阻,然后測量電阻兩端電壓,所以電流檔位越大,串接的電阻越小,對于電路的影響也就越小。從圖中可以看到10A檔接入的是0.01R,mA/uA分別會接入9.99R/990R等電阻。所以說上面的測試結果A檔位測量電阻最可信。
為什么LED會差別那么大?如果對此有疑問,那么不好意思,你肯定把LED理解成電阻了,根據LED的V/A特性曲線,我們可以看出,LED的阻值并不是一個穩定的參數,可以在某個階段近似看成一個穩定的電阻,但是整個曲線接近一個冥次方的曲線。所以串聯電阻的大小會極大的影響我們LED的電流測量結果。當使用mA檔時候,由于檢測電阻的分壓增大,使得LED分壓減小,工作電流會急劇減小,測量出來的結果差異就會比較大。
不過,由于現在很多發光LED是用PWM調光的,所以很多時候不會注意LED的伏安曲線,但是這次的測試也給大家做一個警示,就是不能迷信儀器,更應該注意自己的參數設計,多審查器件的規格書。有句話說的好,電路是計算出來的,而萬用表只能作為輔助參考。大家遇到測量和設計不同的時候,一定要大膽求證,不能一味的糾結自己的設計問題,而忽略儀器特性引入的誤差。
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