萬(wàn)用表測(cè)量有多少準(zhǔn)確度

Fluke 15B和187之間測(cè)量斬波后的市電，其電壓值顯示不同，一個(gè)是入門(mén)級(jí)萬(wàn)用表，一個(gè)是高端的萬(wàn)用表，差別很大，隨后我就對(duì)比了不同的萬(wàn)用表，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一個(gè)都不一樣，但是測(cè)量正弦波的時(shí)候都會(huì)準(zhǔn)確顯示220V；結(jié)果論壇的大神告訴我是算法的不同，因此漲了見(jiàn)識(shí)。

前兩天又看到論壇里有人說(shuō)萬(wàn)用表的可信度，正好我在實(shí)際操作中也遇到這個(gè)現(xiàn)象，給大家再參考一下，理想萬(wàn)用表對(duì)我們的產(chǎn)品是沒(méi)有影響的，但是實(shí)際中必然會(huì)存在干擾，而我們實(shí)際測(cè)量必須要進(jìn)行相應(yīng)的估算，來(lái)選定合適的檔位盡量避免誤差。而且我們的儀器在使用過(guò)程中也必須進(jìn)行相應(yīng)的校驗(yàn)，很多供電電源這種設(shè)備精度是漂移很大，必須要首先用萬(wàn)用表這種測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)。

因?yàn)椴皇强?a target="_blank">編程電源，價(jià)格便宜，誤差也比較大，在只點(diǎn)亮一個(gè)3030 1W的貼片LED時(shí)候，電源顯示1.9V 0.1A，而萬(wàn)用表顯示2.023V，自然以萬(wàn)用表為準(zhǔn)。

但是萬(wàn)用表電流檔串接進(jìn)入以后電流值就會(huì)有很大的差距了，不過(guò)更令人奇怪的是，mA檔和A檔測(cè)量出的結(jié)果有了差不多一倍的差距，哪個(gè)是真的？

換上電阻以后，差別就沒(méi)那么明顯，2V/100mA來(lái)估算差不多此時(shí)LED的阻值在20R左右；用10R的瓷盤(pán)電阻作為負(fù)載會(huì)發(fā)現(xiàn)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(huì)差別那么大？難道萬(wàn)用表出故障？那肯定不可能，因?yàn)槿碌膭偨?jīng)過(guò)質(zhì)檢的萬(wàn)用表出錯(cuò)概率極低。實(shí)際上這只是極其簡(jiǎn)單的直流電壓電流的測(cè)量，每一個(gè)測(cè)量結(jié)果都是正確的，但哪個(gè)結(jié)果比較可信？自然應(yīng)該是A檔位測(cè)量電阻最可信！

為什么說(shuō)測(cè)量結(jié)果正確但是不可信，是因?yàn)槿f(wàn)用表的引入造成了誤差，下圖是一個(gè)萬(wàn)用表的電路圖，好像就是15B的，各家萬(wàn)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(shí)際上電流表的原理就是將電路的電流經(jīng)過(guò)一個(gè)恒定的電阻，然后測(cè)量電阻兩端電壓，所以電流檔位越大，串接的電阻越小，對(duì)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(huì)接入9.99R/990R等電阻。所以說(shuō)上面的測(cè)試結(jié)果A檔位測(cè)量電阻最可信。

為什么LED會(huì)差別那么大？如果對(duì)此有疑問(wèn)，那么不好意思，你肯定把LED理解成電阻了，根據(jù)LED的V/A特性曲線，我們可以看出，LED的阻值并不是一個(gè)穩(wěn)定的參數(shù)，可以在某個(gè)階段近似看成一個(gè)穩(wěn)定的電阻，但是整個(gè)曲線接近一個(gè)冥次方的曲線。所以串聯(lián)電阻的大小會(huì)極大的影響我們LED的電流測(cè)量結(jié)果。當(dāng)使用mA檔時(shí)候，由于檢測(cè)電阻的分壓增大，使得LED分壓減小，工作電流會(huì)急劇減小，測(cè)量出來(lái)的結(jié)果差異就會(huì)比較大。

不過(guò)，由于現(xiàn)在很多發(fā)光LED是用PWM調(diào)光的，所以很多時(shí)候不會(huì)注意LED的伏安曲線，但是這次的測(cè)試也給大家做一個(gè)警示，就是不能迷信儀器，更應(yīng)該注意自己的參數(shù)設(shè)計(jì)，多審查器件的規(guī)格書(shū)。有句話(huà)說(shuō)的好，電路是計(jì)算出來(lái)的，而萬(wàn)用表只能作為輔助參考。大家遇到測(cè)量和設(shè)計(jì)不同的時(shí)候，一定要大膽求證，不能一味的糾結(jié)自己的設(shè)計(jì)問(wèn)題，而忽略?xún)x器特性引入的誤差。