РАЗРЯДНОСТЬ, ОТСЧЁТЫ И ТОЧНОСТЬ МУЛЬТИМЕТРОВ

Мультиметр – основной измерительный инструмент каждого электрика и радиолюбителя. На рынке представлено множество моделей, от самых дешевых китайских до топовых от ведущих брендов. В лабиринте рекламы легко заблудиться, и единственной подсказкой является спецификация мультиметра. Так давайте разберемся, о чём говорит эта спецификация.

Разрядность

Количество разрядов мультиметра говорит о его разрешающей способности отображения результата измерения. Это один из двух способов представления этой информации — второй — указать количество подсчетов. Количество цифр записывается двумя способами: nx/y или n.5

Где n — цифра от 3 до 8. С другой стороны, x/y — это дробь. Число n говорит сколько полных цифр отображает мультиметр при измерении. Второй формат обозначения, то есть n.5, используется на внешнем рынке и для настольных мультиметров. Дробь информирует о количестве отсчетов – о максимальном значении, которое может отображать мультиметр. Числитель (x) показывает максимальное значение, которое мультиметр может показать до полных разрядов, а знаменатель (y) показывает, как размечены диапазоны.

РАЗРЯДНОСТЬ, ОТСЧЁТЫ И ТОЧНОСТЬ МУЛЬТИМЕТРОВ

Обозначение 3 означает, что мультиметр имеет диапазон десятичных чисел, кратных 2, и максимальное число, которое он может отображать, равно 1999 (с точкой, положение которой зависит от выбранного диапазона). С другой стороны, 5 означает мультиметр, который имеет 5 полных разрядов, диапазоны десятичных чисел кратны 4, и может отображать максимум 399999. Однако от этого обозначения отказались, поскольку оно неудобно для значений, отличных от упомянутых выше. Вместо этого просто указывается количество отсчетов.

Отсчёты

Это второй способ выразить разрешение дисплея мультиметра. Данный параметр говорит какое максимальное значение мультиметр может показать на заданном диапазоне измерений. Она также сообщает сколько цифр может отображать такой мультиметр. Если мультиметр имеет 2000 отсчетов, максимальное число, отображаемое в выбранном диапазоне, может составлять 1999, при этом положение десятичной точки зависит от выбранного диапазона. Сами диапазоны записываются как 2, 20, 200 и так далее. Мультиметр с 4000 отсчетами может отображать максимальное значение 3999, а при 6000 отсчетах это будет 5999.

Как видите, количество нулей указывает на количество полных разрядов. Таким образом, мультиметр на 20 000 отсчетов может отображать максимальное значение 19 999, что эквивалентно четырем с половиной цифрам. Предполагалось, что дробь всегда означает мультиметр с 2n отсчетами. Буква n в данном случае означает количество нулей, соответствующее количеству полных цифр. Таким образом, 5-ти разрядный настольный мультиметр с 600 000 отсчетов в диапазоне 6 В может показать максимум 5,99999 В. На диапазоне 600 кОм он покажет максимальный результат 599,999 кОм.

Например, ICL710x поддерживает 3 и 1/2 цифры, KAD7001 поддерживает 3 и 3/4 цифры. Натуральное число показывает, сколько чисел на дисплее может иметь значения от 0 до 9. Дробь показывает, сколько значений может иметь самая значащая цифра дисплея на основе (h-1)/h. Таблица наглядно объясняет это:

РАЗРЯДНОСТЬ, ОТСЧЁТЫ И ТОЧНОСТЬ МУЛЬТИМЕТРОВ

При некоторой сложности тут есть некоторая логика: самый значащий элемент может принимать значения h, но отображается h-1, потому что значащие нули удаляются для целочисленных результатов.

Этот способ указания разрешения также применим к ЖК-дисплеям. Дисплей, способный отображать максимум 1999, определяется так же, как измеритель с таким разрешением, то есть 3 и 0,5. Здесь было бы уместно указать использование отрезков, но есть проблема, потому что цифра 2 уже занимает столько же отрезков, сколько и 3.

Сейчас все чаще встречаются признаки не в виде 2000 или 60000 отсчетов, а только 1999 или 59999 отсчетов. То же самое, только более разборчиво написано. Также можно найти другие номера счета, такие как 8000 (7999) или 3200 (3199). Все зависит от модели и производителя.

Количество цифр и отсчетов напрямую не влияет на точность мультиметра, оно лишь описывает его разрешение.

Точность

Это самый важный параметр, и в некоторых отношениях самый сложный для понимания, из-за того как он написан. Точность говорит насколько близко к реальности отображается измеренное значение. Например, измеряем 1 В мультиметром с 2000 отсчетами и точностью ±5%. На дисплее должно отображаться 1,000 В, но результат может отличаться на 5% в каждом направлении. Таким образом, результат на дисплее может быть между 0,950 В и 1,050 В. Пока все понятно – этого и следовало ожидать от самых дешевых китайских тестеров. Но допустим, купили мультиметр получше, например, Aneng AN870. Измеряем одно и то же напряжение, а так как у этого измерителя 20000 отсчетов, то оно должно быть 1,0000 В. Но будет ли? Заглянем в спецификацию, где находим что-то вроде этого: ±(0,05% + 3)

Проценты простые, результат на дисплее должен быть в пределах 0,9995 – 1,0005 В. Но что означает +3? Это значит, что к результату нужно прибавить или вычесть число 3. В конечном итоге наш один вольт можно отобразить как 0,9992 – 1,0008 В. Это число указывает на постоянную возможную ошибку измерения независимо от точности самого диапазона. Для более подробного пояснения воспользуемся примером измерения емкости конденсатора с этим мультиметром. Будем измерять конденсатор 4,7 нФ. Для этого диапазона в спецификации указана точность: ±(5% + 20)

5% от 4,7 нФ составляет 235 пФ. Итак, увидим значение от 4,465 нФ до 4,935 нФ. А у нас еще +20. Это дополнительная постоянная ошибка ±20 пФ. Так что окончательный результат будет в диапазоне от 4,445 нФ до 4,955 нФ.

Итого, вот 3 важных момента:

  1. Каждый тип измерения и каждый диапазон внутри этого типа обычно имеют разную точность. Как правило, наиболее точными являются диапазоны измерения постоянного напряжения.
  2. Параметры точности в спецификации мультиметра основаны на наихудшем сценарии. На самом деле мультиметр может быть точнее спецификации, но тут многое зависит как от экземпляра, так и от условий эксплуатации.
  3. Мультиметр, как и любой измерительный инструмент, со временем может терять точность. Если важна точность измерения, стоит периодически калибровать мультиметр, а спецификация обычно включает информацию о том, как часто прибор необходимо калибровать.

Обозначения CAT и допустимые диапазоны

Эти маркировки говорят насколько безопасен мультиметр для пользователя. Кстати, также указано рабочее напряжение, при котором производился тест. Например на мультиметре Aneng AN870 под гнездом измерения напряжения находим запись 1000V CATIII 600V CATIV.

РАЗРЯДНОСТЬ, ОТСЧЁТЫ И ТОЧНОСТЬ МУЛЬТИМЕТРОВ

Первый параметр относится к диапазону постоянного напряжения (поскольку максимальный диапазон этого мультиметра для постоянного напряжения составляет 1000 В). В рамках проверки на вход подавалось напряжение 1000 В и вывод 8000 В. Обозначение 600 В CATIV относится к диапазону переменного напряжения (максимальное напряжение для этого диапазона составляет 750 В) и означает, что вход мультиметра составляет 600 В и обработан контактом напряжения 8 кВ. Тест считается пройденным, если потенциальный пользователь не пострадал.

Важные замечания:

  • Маркировка CAT не гарантирует работоспособность самого мультиметра, но гарантирует пользователю выживание.
  • Чем выше CAT, тем больше испытательное напряжение для данного рабочего напряжения. Следовательно, CATIII 1000 В и CATIV 600 В имеют одинаковое напряжение на выводах 8 кВ. Кроме того, чем выше категория, тем ниже сопротивление источника, а значит через защиту мультиметра будет протекать гораздо больший ток.
  • Китайские производители самых дешевых мультиметров склонны врать что их мультиметры безопасны и сильно завышают классификацию CAT.

И напоследок несколько слов о диапазонах тока: часто, кроме обозначения максимального тока для данного входа, встречаем еще пометку «Fused», означающую что вход оборудован плавким предохранителем. В дешевых мультиметрах таким образом защищены только диапазоны миллиампер. Кроме того, измерение тока в амперном диапазоне должно быть коротким – шунт в мультиметре нагревается при больших токах, что негативно сказывается на самом мультиметре, а точность измерения снижается с повышением температуры. Для измерения мощного постоянного тока используется либо внешний шунт, который может свободно нагреваться, либо специальный мультиметр с клещами.

На этом всё. Уверены что пользу от прочтения статьи получили, как минимум, начинающие радиолюбители. Успехов в творчестве!