数字万用表测量误差分析

1、万用表量程选择及误差分析

1.1、人为误差

人为读数误差是影响测量精度的原因之一，使用中要特别注意以下几点

（1）测量前要把万用表水平放置，进行机械调零

（2）读数时眼睛要与指针保持垂直

（3）测电阻时，每换一次档都要进行调零，调不到零时要更换新电池，并且不能用手捏住表笔的金属部位，以免人体电阻分流，增大测量误差

（4）在测量电路中的电阻时，要切断电路中的电源，并将电容器放电完毕，然后再进行测量。

1.2、万用表电压、电流档量程选择与测量误差

万用表的准确度等级一般分为0.1、0.5、1.5、2.5、5等。直流电压、电流和交流电压、电流等各档，准确度精确度等级的标定是由其最大绝对允许误差△x与所选量程满度值的百分数表示的。

万用表测量电压产生的误差，与采用准确度不同的万用表测量同一个电压所产生的误差不同，在选用万用表时，并非准确度越高越好。有了准确度高的万用表，还要选用合适的量程，才能发挥万用表潜在的准确度。用一块万用表的不同量程测量同一个电压所产生的误差也不同，在满足被测信号数值的情况下，应尽量选用量程小的档，这样可以提高测量的精确度。所以，在测量电压时，应使被测电压指示在万用表量程的2/3以上，这样才能减小测量误差。

1.3、电阻档的量程选择与测量误差

用一块万用表测量同一个电阻时，选用不同的量程所产生的误差不同，测量产生的误差相差很大。在选择档位量程时，要尽量使被测电阻值处于量程标尺弧长的中心部位，测量精度会高一些。

2、万用表测量非正弦交流电压的分析

万用表的磁电系测量机构与整流电路组合而成的整流式仪表所指示的是交流电压的平均值。而在工程技术中通常需要测量交流电压或电流的有效值，为了满足这一需要，万用表交流电压的标度尺是按正弦交流电压的有效值来刻度的。

2.1、定度系数

万用表交流电压档属于平均值电压表。测交流电压时虽然表盘按有效值刻度，但整流电路真正检测出来的却是电压平均值。电压的有效值U与平均值/U之比，称为仪表的定度系数，用K表示，反映万用表交流电压档读数与被测电压的平均值之间的比例关系。

用万用表在额定频率下测正弦波电压时的示值为：

a=U

式中：

U为万用表交流电压档的读数；

U为正弦波电压的有效值。

由此可知，用万用表交流电压档测量正弦波电压，其读数a就是被测电压的有效值；测量非正弦波电压，其读数并无直接的物理意义，只知道0.9a等于被测电压的平均值。若被测电压的波形因数已知，可经过换算得到被测电压的有效值。

2.2、波形因数KF

波形因数Kf定义为交流电压的有效值与平均值之比，即：

3、用万用表测量交流电压的误差分析

3.1、用万用表测量非正弦交流电压的误差分析

如果被测电压不是正弦波电压时，直接将电压表示值作为被测电压的有效值，必然带来一定的误差，通常称为波形误差。波形误差为：

3.2、用万用表测量失真的正眩交流电压的误差分析

当用万用表（交流电压档属均值表）测量含有谐波成分的失真正弦电压的有效值时，其测量误差不仅取决于各次谐波的幅度，而且也取决于它们的相位。因为一个失真的正弦电压的波形不仅决定于各谐波成分的幅度，而且也与它们的相位有关。波形不同，其波形偏离k=1.11的程度也不一样，而万用表的交流电压档是按k=1.11刻度的，这样，若直接从电压表读数，就会产生程度不同的误差。

通过以上分析可看出，在用万用表测量不同波形的交流电压时，不能在不加分析的情况下，就把万用表的读数作为交流电压的有效值。对非正弦波电压及失真的正弦波电压，需要按以卜所介绍的方法进行计算或修正。