Die Genauigkeit eines digitalen Multimeters (DMM) ist ein zentraler Indikator, um zu messen, wie nah die Messungen an den realen Werten liegen, und wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst. Im Folgenden werden die vier Dimensionen der Hardwarekonstruktion, der externen Umgebung, der Betriebsspezifikation und der Wartungkalibrierung analysiert:

Auswirkungen von Hardwaredesign und Fertigungsprozessen

1. Kernkomponentenleistung

Eigenschaften des Analog-to-Numeric Converters (ADC)

Die Bitzahl eines ADCs bestimmt die Auflösung direkt, z. B. eine theoretische Auflösung von 24-Bit-ADCs von bis zu 1/16.777.216, aber in praktischen Anwendungen muss die Konvertierungsgeschwindigkeit und die Lärmunterdrückung abgewogen werden. Hochpräzise ADCs verwenden in der Regel eine Δ-Σ-Architektur, die in Kombination mit einer Überprobentechnologie die quantifizierte Geräuschreduzierung ermöglicht.

Stabilität der Referenzquelle

Der Temperaturkoeffizient (TC) der internen Referenzspannung ist von entscheidender Bedeutung, und hochwertige Produkte verwenden eine temperierte Ziner-Diode oder eine Bandspalt-Benchmarkquelle, um die Temperaturdrift innerhalb von ± (1 x 10-6 / ℃) zu kontrollieren. Der spezielle Benchmark-Chip, der zum Beispiel von Fluke 8846A verwendet wird, hat eine jährliche Stabilität von bis zu ±0,0002 %.

- Front-End-Schaltungsoptimierung

Die Wahl eines Operationsverstärkers auf Eingangsstufe beeinflusst das Verhältnis zwischen Eingangsimpedance und Common Mode Suppression (CMRR). Präzisions-FET-Eingangsabgabe reduziert den Eingangs-Offset-Strom auf pA und eliminiert den Kabel-Kapazitätseffekt in Kombination mit der Schirmantriebstechnik.

2. PCB Layout und Erdungsdesign

PartitionierungsIsolationsstrategie

Der digitale Bereich und der analoge Bereich sind streng getrennt, die Stromschicht und die Erdfläche sind geschichtet, und die Schlüsselsignallinien verwenden eine Differenziallinie.

- Multi-Layer Layout Optimierung

Der Hochfrequenzfilter-Kondensator ist fest an den IC-Stiften angeordnet und das Netzwerk des LC-Filters des Typs π ist am Stromeingang eingerichtet. Für die Messung von schwachen Signalen auf μV-Ebene reduziert sich die dielektrische Absorption sogar mit keramischen Substraten.

Einschränkungen der äußeren Umweltbedingungen

1. Temperaturschwankungen

- Wärmeausgleichsmechanismus

Wenn die Betriebstemperatur über den Bereich (23 ± 5) °C hinausgeht, erzeugt ein typisches Multimeter einen zusätzlichen Lesefehler von 0,0005% für jede Erhöhung von 1°C. Einige Modelle verfügen über ein integriertes PTC-Thermistor-Array, das eine nicht-lineare Kompensation mit Softwarealgorithmen ermöglicht. Experimente haben gezeigt, dass die Fehlerzunahme von kompensierten Geräten im Bereich von -10 bis 50 ° C innerhalb von 0,002% kontrolliert werden kann.

- Lokale Hotspot-Kontrolle

Langer Volllastbetrieb kann Transformatoren und Gleichstellbrücken erwärmen, und die kontinuierliche Arbeitszeit wird nicht länger als 8 Stunden empfohlen. Bei Bedarf installieren Sie einen Kühlventilator, um die Temperaturdifferenz in der Maschine < 3 ° C zu halten.

Herausforderungen der elektromagnetischen Kompatibilität

- Unterdrückung von Leitstörungen

Der Stromanschluss ist mit einem magnetischen Ringfilter ausgestattet, um hochfrequente Geräusche zu entfernen, und die USB/RS232-Schnittstelle ist mit Ferrosid-Magnetperlen konfiguriert. Die empirischen Daten zeigen, dass Nahtelefonanrufe ohne Schutz die AC-Messung mit ± 2 Zählschlägen verursachen.

- Strahlenkopplungsschutz

Bei der Messung von hochblockierenden Schaltungen kann die Nähe des menschlichen Körpers Hunderte Hz-Störungen einführen. Zu den Lösungen gehören die Verwendung von Schirmklammern, die Verkürzung der Testleitungslänge und die Aktivierung des Mittelmodus (Mittelwert der N-Probenahme).

III. Betriebsspezifikationen menschliche Variablensteuerung

1. Größenauswahlprinzip

- Regeln der besten Übereinstimmung

Wenn die zu messende Spannung im Bereich von 1/3 bis 2/3 des aktuellen Messbereichs liegt, ist der relative Fehler am kleinsten. Zum Beispiel bei der Messung einer 1,2V-Batterie können Sie einen geringeren effektiven Bitverlust mit einem 2V-Bereich als mit einem 20V-Bereich erzielen. Der automatische Messbereichsschalter ist zwar bequem, aber es kann wiederholte Übersprunge in der Nähe des kritischen Punktes auftreten, bei dem die manuelle Verriegelung zuverlässiger ist.

- Überlastschutzmechanismus

Eine falsche Verbindung zu einer hohen Spannung kann dazu führen, dass die Sicherung schmelzt oder sogar den Spannungsverwiderstand verbrennt. Alle regulären Produkte verfügen über einen doppelten Schutz: eine vorübergehende Unterdrückungsdiodenklemme + eine PTC-Selbstwiederherstellungssicherung. Der tägliche Gebrauch sollte die Gewohnheit entwickeln, erst zu schätzen und dann zu zugreifen.

2. Test-Anlagenverwaltung

- Sondenkontaktqualität

Ein stark oxidierender Bananenstecker erhöht den Kontaktwiderstand auf Ω, was zu einer starken Signalverlusterung auf Millivolt-Ebene führt. Es wird empfohlen, die vergoldeten Kontakte monatlich mit alkoholischer Baumwolle zu wischen und die alternden Federn jedes Jahr zu ersetzen.

- Prüfleitungsverlustkorrektur

Die Verteilungsparameter der Standard-Testleitung liegen bei etwa 0,05 μH/m + 100 pF/m und bilden im MHz-Band eine Resonanzkammer. Bei der Präzisionsmessung sollte ein Koaxialkabel mit geringem Verlust ausgewählt werden und die tatsächliche Leitungslänge über das Menü eingegeben werden, um zu kompensieren.

Periodische Kalibrierung und Rückverfolgungssystem

1. Anforderungen an die Messkette

Kalibrierungssystem der dritten Stufe

Anfänger in der Fabrik: Verwenden Sie das Multifunktions-Kalibrator Fluke 5720A, um auf nationale Benchmarks zurückzuführen;

2. Periodische Prüfung: jedes Jahr an die Provinzmessinstitute gesendet, die nach dem JJG (Militärindustrie) 117-201X-Verfahren durchgeführt werden;

3. Vor Ort-Überprüfung: Schnelle Überprüfung mit Standardwiderstands- / Spannungsquellen wöchentlich, um die Rohdaten zur Prüfung zu speichern.

Unsicherheitsbewertungsmodell

Synthetische Standardunsicherheit, wobei u1 von der erweiterten Unsicherheit des übergeordneten Standards stammt und u2 die wiederholt eingeführte Standardabweichung ist. Der typische industrielle Multimeter-UC-Wert beträgt etwa 0,005% ~ 0,01%.

Langfristige Stabilitätsüberwachung

Historische Datenanalyse

Erstellen Sie eine Datenbank, um die wichtigsten Parameter jeder Kalibrierung aufzuzeichnen und eine jährliche Driftkurve zu zeichnen. Wenn ein Indikator dreimal in Folge überschritten wird, starten Sie sofort eine vorbeugende Wartung.

- Lebensdauerprognosen für Schlüsselkomponenten

Die Lebensdauer des Elektrolysekondensators beträgt etwa 5 bis 8 Jahre und der ESR steigt vor Ablauf. Kapazitätsänderungen können mittels LCR-Tabellen erkannt werden und Ersatzteile im Voraus vorbereitet werden.