IMG�46 (2)

miast bardziej rozbudowany, ponieważ będzie miał te same układy, lecz przydatne do pomiaru napięcia zmiennego Dokładny dzielnik napięcia zmiennego o szerokim paśmie częstotliwości nie da się zbudować jako tylko sieć rezystorów Buduje się złoZone układy rezysłancyjno-pojemnościowe Również dokładne wzmacnianie w szerszym paśmie wymaga odpowiedniego układu wzmacniacza 1 dzielnik i wzmacniacz powinny zapewnić amplitudową charakterystykę przenoszenia w funkcji częstotliwości możliwie płaską, ponieważ niestałość przenoszenia amplitudy jest równoważna naruszeniu dokładności Moduł „realizacja podzakresów" będzie więc w multimetrzc inny niż w woltomierzu napięcia stałego Inna tez jest rezystancja multimetm dla napięcia zmiennego; na wszystkich pod za kresach jest jednakowa i wynosi IMfł (jak w oscyloskopach) Na impedancję wejściową (wypadkową) multimetm dla napięcia zmiennego składa się również pewna pojemność, jest ona mniejsza od 100 pF

Dokładność multimetru dla funkcji pomiaru napięcia stałego jest zawsze znacznie lepsza niż dla funkcji pomiaru napięcia zmiennego, chyba że multimetr jest w ogóle mało dokładny (np multimetr monterski). Praktycznie kresem możliwej dokładności multimetru napięcia sutego jest dokładność niewiele gorsza niż dokładność wzorca wolta (czyli błąd dopuszczalny np ± kilka ppm górej granicy zakresu pomiarowego) i jest najlepsza na pod-za kr esic 10 V. Natomiast za kres dokładności pomiaru napięcia zmiennego skutecznego można przyjąć niepewność rzędu ±100 ppm dla napięcia powyżej 1 V i to w ograniczonym paśmie częstotliwości, np od 40 Hz do 20 kHz. Deklarowana dokładność w paśmie większej częstotliwości w tym samym multimetrze będzie ogólnie znacznie gorsza i np dla 1 MHz może być kilkaset razy gorsza niż podana dla pasma podstawowego. Podane liczby należy przyjmować jako ilustracyjne dane, zależne od rozwiązania i postępu technologicznego

Z zasady pomiarowiec decyduje o tym, jakie filtry mają być włączone. Bywa ich kilka i wówczas wyróżniane są określeniami: „szybki”, „wolny”. Z tego wynika czas oczekiwania na wynik: wolny odpowiada np. 0.5 s, szybki - 0.05 s. Przy pomiarze napięcia stałego włączenie filtru zapewnia mniejszą zmienność kolejnych wskazań, a tym samym możliwą większą dokładność pojedynczego wskazania, jednak trzeba dłużej czekać na wynik Jeżeli zastosowany przetwornik a/c jest względnie szybki (np. więcej niż 50 pomiarów na sekundę), to może być dostępna równoczesna filtracja cyfrowa. Wyświetlany wynik pomiaru jest wówczas średnią z n wyników pierwotnych, a n jest np. wybierane przez po-miarowca Przy pomiarze napięcia zmiennego filtry są pomocne przy pomiarze napięcia o małej częstotliwości, np. kilkadziesiąt herców, a szczególnie, gdy częstotliwość mierzonego napięcia jest bliska sieciowej, bo powstające zdudnienia wywołują duży rozrzut wskazań Filtry psują dokładność przy pomiarze napięcia o częstotliwości dużej.

Różne zjawiska towarzyszące pomiarom sytuacyjnie psują dokładność wyników pomiaru otrzymywanych przy użyciu multimetru, a ich wykrycie i uwzględnienie wymaga dociekliwości pomiarowca. Nie musi być bowiem zawsze tak, że deklarowany przez wytwórcę dopuszczalny błąd woltomiarza jest automatycznie jedyną składową niepewności wyniku pomiaru napięcia otrzymanego za pomocą danego woltomierza. Taki prosty przypadek może mieć miejsce wówczas, gdy albo dokładność pomiarów ma być mierna, albo mierzymy duże napięcie źródła o dużej mocy elektrycznej.

Pierwszy przypadek, który rozpatrzymy, dotyczy skrajnie dużej rezystancji źródła mierzonego napięcia. Jest oczywiste, że prąd pobierany przez woltomierz obciąży źródło, wywoła spadek napięcia w źródle i w wyniku wskazanie w takich okolicznościach może być istotnie mniejsze niż to, które wystąpiłoby, gdyby przyrząd nie pobierał prądu. Powstanie błąd pomiaru napięcia, bo wskazanie, choć samo w sobie będzie dokładne, to jednak dotyczyć będzie nie tego napięcia, które mieliśmy zmierzyć ¹

Przy pomiarze małego napięcia stałego z dużą dokładnością musimy być krytyczni co do jakości wykonania obwodu połączeń zewnętrznych - od zacisków przyrządu do zacisków obiektu - ze względu na możliwe powstawanie na stykach różnych metali (wystarczą też zanieczyszczenia) sił termoelektrycznych (lub elektrochemicznych). Są to tzw zakłócenia typu szeregowego prądu sutego Takie napięcie, rzędu kilku, kilkunastu, a nawet kilkuset mikrowoltów, łatwo występuje i może stanowić istotną część mierzonego napięcia, znaczniejszą niż mogłoby to wynikać z błędu dopuszczalnego woltomierza Najlepszym zabezpieczeniem przed skutkami takich zjawisk jest budowanie obwodu z elementów wykonanych z jednego materiału, np miedzi i staranne wykonanie połączeń.

Ważną przyczyną naruszenia dokładności wskazań przyrządu jest napięcie wspólne

Na rysunku 3.26 pokazano sposoby łączenia ekranu (G) multimetru - zależnie od. sytuacji - z obiektem przy pomiarze napięcia stałego lub zmiennego, gdy występuje różnica potencjałów (względem masy) między obiektem a mulumetrem Taka różnica potencjałów - jak już wiemy - nazywana jest napięciem wspólnym (U, na rysunku) i jest ogólnie przyczyną powstania błędu pomiaru napięcia

Na rysunku 3.26a pokazano połączenia użyteczne, gdy w obiekcie mierzone jest napięcie względnie duże, stale lub zmienne, źródło ma dużą moc (małą rezystancję wewnętrzną), a napięcie wspólne (U_e) jest umiarkowane lub małe W takim przypadku wykonuje się zewnętrzne połączenie pomiędzy zaciskiem ekranu (G) a zaciskiem niskiego potencjału (LO). Wówczas prąd wspólny (tylko, gdy 1, jest zmienne) oboma przewodami zamyka się przez sprzężenie pojemnościowe ekran-ziemia i sprzężenie przewodów do ziemi, a następnie płynie przez ziemię Potencjały obwodów woltomierza i jego ekranu ze względu na napięcie wspólne są wyrównane i to jest korzystne Część obwodu dla składowej wspólnej stanowi „ziemia”, w której też występuje „napięcie zakłócające” W podanych okolicznościach wszystkie te zjawiska mogą wywołać nieistotną składową błędu

Na rysunku 3.26b pokazano połączenia przydatne przy pomiarze napięcia małego, gdy składowa wspólna nie jest zbyt duża Przy tych połączeniach ekran woltomierza połączony jest poprzez ekran przewodów z zaciskiem niskiego potencjału źródła, czyli ekran woltomierza i ekran przewodów są na potencjale wynikającym z napięcia wspólnego Prąd wspólny zamyka się poprzez ekran przewodów przez sprzężenie ekran-ziemia (dla składowej zmiennej) i ziemię, natomiast prąd składowej wspólnej nie płynie przez sprzężenie między przewodami łączącymi a ekranem i nie powstaje spadek napięcia w przewodach, bo

Ogólnie jest to błąd polegający na tym, żc naruszony został istotnie układ warunków (fizycznych) definiujących miarę mierzonego napięcia: napięcie mierzone pomyślane było bez obciążenia prądem źródła napięcia, a źródło napięcia zostało obciążone prądem woltomierza i powstał spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej źródła, więc w czasie pomiaru napięcie było inne Gdy rezystancja woltomierza cyfrowego jest duża (gdy /?*//?(/« 8°, (<5° jest dopuszczalnym względnym błędem woltomikerza), to ta składowa błędu jest nieistotna.

Tego samego typu mechanizm powstawania błędu (Ij. naruszenie układu warunków) ma miejsce na przykład, gdy włączamy w obwód amperomierz mający jakąś rezystancję, żeby zmierzyć natężenie prądu w tym obwodzie lub gdy przykładamy tachometr do wirującego walka, żeby zmierzyć jego prędkość obrotową (prędkość zmniejszy się. bo tachometr hamuje), lub gdy wkładamy termometr do niewielkiej objętości cieczy, żeby zmierzyć jej temperaturę (temperatura zmieni się, bo zmieniamy warunki odprowadzenia ciepła), itp. Jest to powszechny mechanizm powstawania składowej błędu pomiaru, bo - jak można powiedzieć - nic ma przyrządów nieinwazyjnych. Dość często jest to jednak skiadowa nieistotna