Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения

в 21:43, , рубрики: diy или сделай сам, генератор тесла, Мультиметр, Научно-популярное, свободная энергия, физика, электроника, Электроника для начинающих

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 1

Проведено исследование работы цифровых мультиметров в режиме вольтметра переменного тока, и стрелочного прибора. В штатных и нештатных режимах, на токах различной формы — как симметричной полярности, так и при наличии постоянной составляющей.

Содержание публикации:

  • Описание используемых приборов, и их начальная калибровка
  • Тест на синусоидальном токе различной частоты
  • Тест током прямоугольной формы
  • Тест на прямоугольном токе с постоянной составляющей
  • Тест сигналами произвольной формы, в т.ч. импульсным
  • Многозначительный вывод
  • Голосовалка

Список подопытных приборов, все они подключены параллельно:
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 2

Fluke 87-V — качественный автоматический мультиметр, способный вычислять действующее (среднеквадратичное) значение «true rms» измеряемых токов и напряжений.
UT-70C — рабочая лошадка, таскаемая везде и повсюду. Выпущен популярной фирмой Uni-T, тоже автоматический, но уже не «true rms».
И главные герои исследования — недорогой прибор MAS-830L фирмы Mastech, и совсем безродный DT-832 которые обычно насыпают ведрами на сдачу. Их я арендовал из разных мест, чтобы избежать возможных глюков конкретного единичного экземпляра.
В опытах участвует и стрелочный вольтметр переменного тока В3-10А, советского производства, выпущенный в 1969 году. Это хороший качественный прибор. Данный экземпляр немного занижает показания на несколько процентов, но это будет со временем починено. В тестах он используется на пределе измерения «3v».

Подробнее о вольтметре В3-10А можно узнать тут
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 3

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 4

На принципиальной схеме цветом отмечено прохождение сигнала режиме измерения «3v». Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 5
Как видите это обычный вольтметр с диодным выпрямителем. Правда сделан очень надежно, с применением высококачественных компонентов.

И данный экземпляр действительно с военки:
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 6

Визуальное наблюдать за подаваемыми на приборы сигналами будем с помощью цифрового осциллографа Lecroy 9354TM. Он тоже лохматых годов, но до сих пор исправно работает.

Внешний вид осциллографа
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 7

Под осциллограммой сигнала находится статистика его параметров. Наиболее интересны для данного исследования те, что выделены яркостью на фото:

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 8

pkpk — полный амплитудный размах сигнала
RMS — среднеквадратичное значение
freq — частота исследуемого сигнала, или его импульсов

В колонке average наблюдаем среднее значение параметра, low и high — мин. и макс его значения в пределах выборки, sigma среднеквадратическое отклонение. Пользоваться будем только данными из колонки average.

Калибровка

Подаем на цифровые мультиметры 220 v из розетки. Стрелочный вольтметр пока отключим, т.к. ему еще не сделана профилактика после приобретения.

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 9

Также откалибруемся по постоянке, в том числе посмотрим что покажет стрелочный прибор. Подаем 2.5 v от блока питания. Осциллограф немного завышает — как оказалось по сравнению с флюком.

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 10

По этому шаблону организованы все фотографии в дальнейшем: сначала осциллограмма, под ней показания приборов.

Теперь убедившись в работоспособности приборов, начинаем тесты. Сигналы подаем от низковольтного ГСС типа Г3-36А. Конечно он не цифровик, но так даже лучше — ближе к реальным условиям.

Синусоидальный переменный ток различной частоты

Подаем напряжение 2.5 v на частотах 30Гц, 300 Гц, 3 кГц, 20 кГц, 50 кГц, и 150 кГц.

Подробности под катом
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 11

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 12

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 13

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 14

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 15

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 16

Первым как ни странно начал сливаться UT70C начиная с 3 кГц. В то время как недорогие мультиметры проскочили этот барьер — если конечно не считать что с самого начала их ошибка составляла целых 16% в сторону занижения. На 20 кГц их показания нельзя даже назвать оценочными, так что остались в адеквате только Флюк и стрелочный. Которые прошли 50 кГц еще около дела, но более высокие частоты ими измерять уже бессмысленно.

Тест током прямоугольной формы

Этот режим, как и все дальнейшие — являются нештатными для не «true rms» приборов, но всё же проведем исследование. Подаем примерно 2.5 v прямоугольного напряжения на частотах 30 Гц, 3 кГц, 30 кГц, и 100 кГц.

Подробности под катом
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 17

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 18

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 19

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 20

Показания дешевых мультиметров стали более адекватными на частотах до 3 кГц. А вот UT70C на герцах немного завысил, но выровнялся ближе к делу на 3 кГц. Более высокие частоты потянули только Флюк и стрелочный.

Прямоугольный сигнал с постоянной составляющей

Посмотрим как на них ведут себя приборы на частотах 300 Гц, 3 кГц, 50 кГц, и 200 кГц.

Подробности под катом
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 21

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 22

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 23

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 24

Очень эффектно показали себя недорогие мультиметры, для них частотный барьер кажется утратил актуальность. В то время как нормальные приборы до последнего пытаются работать мозгом процессором чтоб выжать нечто адекватное — простые вплоть до 200 кГц банально показывают амплитудное значение сигнала. Теперь понятно чем восторгаются искатели сверхъединичных технологий, и почему предпочитают именно дешевые приборы. По ним ведь легче получается вечняк…

Подаем сигналы сложной формы

Которые получены путем искажения прямоугольного напряжения катушками и конденсаторами.

Подробности под катом
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 25

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 26

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 27

------------------------------------------------------------------------------

Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 28

На первом сигнале с основной частотой 5 кГц — адекватные показания только у Флюка и стрелочного прибора.
Короткие биполярные импульсы нормально переваривает Флюк (ну и конечно осциллограф тоже). А вот дешевые приборы их практически не видят. UT-70C дает ошибку более половины действующего значения, да и стрелочный тоже немалую.
Третий эксперимент на частоте 30 кГц — результат получше предыдущего, но ошибка тем не менее заметна.
В четвертом опыте снова подан ток с постоянной составляющей. Дешевые мультиметры и в этот раз выдали амплитудное значение, да еще и с некоторым превышением.

По завершении любых исследований, полагается делать вывод.

В данном случае он может быть таким
Тестирование мультиметров, а также об ошибках измерения - 29

Автор: xirahai

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля