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[導(dǎo)讀] 精確的測量電壓 1、有一個(gè)好表 2、表要預(yù)熱,一般要1小時(shí),要求高的要3小時(shí)。具體預(yù)熱時(shí)間多少,最好能測量出開機(jī)曲線,以便測量時(shí)做到心中有數(shù)。 3、被測電壓源也要好。比如短期穩(wěn)定度高、噪音小、溫度

精確測量電壓

1、有一個(gè)好表

2、表要預(yù)熱,一般要1小時(shí),要求高的要3小時(shí)。具體預(yù)熱時(shí)間多少,最好能測量出開機(jī)曲線,以便測量時(shí)做到心中有數(shù)。

3、被測電壓源也要好。比如短期穩(wěn)定度高、噪音小、溫度系數(shù)要小

4、房間環(huán)境合適。溫度不能太高或太低,濕度不能太大,不能有風(fēng),不要陽光直接照射。我國機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)溫度是20℃,國外23℃。濕度最好能在60%或以下。

5、被測電壓源也要開機(jī)預(yù)熱。到底預(yù)熱多長時(shí)間要具體看情況,最好也能做出開機(jī)曲線。

6、電壓表要選擇比較長的周期,有>10G阻抗的情況下盡量采用

7、測試線要選擇好。如果電壓源的輸出電阻很小或者干擾不大的情況下一般不需要屏蔽。但內(nèi)阻稍微大一些、干擾稍微大一些,還是屏蔽線為好。漏阻要求不高,如果電壓源內(nèi)阻比較小的情況下。低熱電動勢的插頭插座并不一定要,因?yàn)槠胀ú孱^插座熱電動勢1uV左右,在高電壓(10V下)也就是0.1ppm,6位半沒有必要。

8、接好后的穩(wěn)定。所有接線接好后,要等待幾分鐘,讓熱量均衡后再測量。

9、讀數(shù)方法,要多看幾個(gè),一致后再記錄。如果最末位有小的變動,可以排除極端值以后取平均。

10、如果有參考標(biāo)準(zhǔn)源,那么再測試參考標(biāo)準(zhǔn),比對一下自己的表的誤差大小,再進(jìn)行修正。

比如測試被測量量讀10.0005V,而測試10.0002V的基準(zhǔn)讀10.0001V,那就知道自己的表偏低0.0001V,正確的被測試量就是10.0006V

精確的測量電阻

1到5條同上。

6、電阻表最好選擇4線法,尤其是<=10k的時(shí)候。高精度測量100k也要4線,1M或以上可以用2線。

7、測試線要選擇好。最好的材料是Teflon材料的4芯屏蔽線。假設(shè)你測試100k電阻,即便有10G的漏阻,對結(jié)果的影響也是10ppm很大了。

低熱電動勢的插頭往往要求更高一些,因?yàn)闇y量電壓一般比較小比如1V左右,這樣普通插頭插座熱電動勢的1uV左右的電壓就會引起1ppm左右的誤差。

當(dāng)然,接好線后要等待幾分鐘,讓熱量均衡后再測量。

8、9同上

10、如果有參考標(biāo)準(zhǔn)電阻,那么最好要同時(shí)測量一下同值的標(biāo)準(zhǔn),比對一下自己的表的誤差大小,再進(jìn)行修正。比如測試被測量量讀10.0005kΩ,而測試10.0002kΩ的基準(zhǔn)讀10.0001kΩ,那就知道自己的表偏低0.0001kΩ,正確的被測試量就是10.0006kΩ。

附錄:

一、什么是噪音?

噪音主要是0.1Hz到10Hz的低頻不確定性,主要表現(xiàn)在測試時(shí),最后的讀數(shù)總在變動。

二、什么是短期穩(wěn)定性?

短期穩(wěn)定性一般指10分鐘之內(nèi)表的讀數(shù)變化了多少。這個(gè)變化若很小,就可以在短期內(nèi)測量多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。短期穩(wěn)定性也可以認(rèn)為就是重復(fù)性。

三、什么是線性?

線性就輸入量和輸出讀數(shù)之間是否是直線的。把輸入輸出之間的關(guān)系畫成曲線,理想情況下是一根直線。如果線性不好,就是有跳躍、有彎曲,不適合比例測量。一般6位半的表線性度為2ppm左右。也就是說,測量10V時(shí),輸出在任何時(shí)候偏離理想直線不超過20uV。

再比如輸入2V讀2.00000V,但輸入4V讀4.00007V,就是線性不好,偏離了70uV。

四、什么是傳遞特性?

傳遞特性,就是在間隔不長時(shí)間內(nèi),相繼測試兩個(gè)相近的量后的比較誤差。

傳遞特性的好壞,直接與上述三個(gè)量相關(guān)??梢哉J(rèn)為是上述三個(gè)結(jié)果之和。即:

傳遞特性=線性+短期穩(wěn)定性+噪音

傳遞特性又叫比較特性,也叫轉(zhuǎn)移特性。

因此,要追求好的傳遞特性,必須同時(shí)具備噪音低、短期穩(wěn)定性好、線性好的特點(diǎn)。

之所以叫傳遞特性,是因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)傳遞、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移的時(shí)候常用這種比較。

五、常見萬用表的幾個(gè)特性如何?

34401A,噪音和短期穩(wěn)定度指標(biāo)2ppm,線性3ppm,傳遞特性7ppm,實(shí)際能在/2。

34420A,噪音和短期穩(wěn)定度指標(biāo)0.1ppm,線性1.3ppm,傳遞特性1.5ppm,實(shí)際在1ppm。

3458A,噪音和短期穩(wěn)定度指標(biāo)0.01ppm,線性0.1ppm,傳遞特性0.1ppm,實(shí)際在0.05ppm附近。(以上均為10V電壓檔參數(shù))

六、萬用表的老化重要嗎?

老化又叫長期穩(wěn)定性,一般用ppm/年來表示。

這個(gè)指標(biāo)表明在一年后重新測試同一基準(zhǔn),讀數(shù)到底變化多少。

指標(biāo)當(dāng)然重要,尤其是只有萬用表、沒有基準(zhǔn)的時(shí)候。

但是,萬用表的老化指標(biāo)往往做的不太好,比如6位半的基本年差以30ppm為多,8位半的也就是3ppm到8ppm之間。

電阻檔的年差更差一些,6位半的往往是100ppm,7位半的60ppm,8位半的是10ppm。

所以,要想更高精度的進(jìn)行測試,只靠一個(gè)好的萬用表仍然不夠,因?yàn)樵俸玫娜f用表的老化也趕不上好的外部基準(zhǔn)的老化小。

基于LTZ1000和263的電壓基準(zhǔn)可以把老化做到1ppm/年的級別,而很多標(biāo)準(zhǔn)電阻,甚至是Fluke的金封電阻,能達(dá)到1-7ppm/年,都比萬用表的電阻檔老化小得多,更不用提老化只有10年2ppm的VHP202Z系列了。

七、基準(zhǔn)和萬用表的溫度系數(shù)重要嗎?

這個(gè)也很重要,盡管比不上老化,能排在第二位。

老化是不可逆的,老化的結(jié)果是不可預(yù)測的,只有你自己老化了也是不知不覺的。

但溫度系數(shù)要好一些,實(shí)在不行可以用恒溫環(huán)境來測試。

當(dāng)然,業(yè)余條件下,沒有這樣的環(huán)境,就要求萬用表、基準(zhǔn)盡可能的有低的溫度系數(shù)。

商品10V基準(zhǔn)和10kΩ能做到0.05ppm/℃,是比較理想的,測試時(shí)甚至可以忽略。

高位萬用表的溫度系數(shù)在0.1ppm-2ppm/℃之間,溫度范圍變化大了就不能忽略了。假設(shè)不能改變測試環(huán)境,那么可以采用事先測試的辦法,進(jìn)行修正。

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