數(shù)字電表誤差的研究

1、數(shù)字電表誤差的研究 摘要：首先列舉了數(shù)字電表現(xiàn)有的多種誤差表示方法，然后對誤差產(chǎn)生的原因就行了分析、舉例，認(rèn)為誤差可歸結(jié)為兩類：與被測量成正比的部分與被測量無關(guān)的固定誤差關(guān)鍵字: 數(shù)字電表 ; 誤差 誤差是電表的主要性能指標(biāo)之一，誤差越小儀器的精確度越高，但用數(shù)字電表測量時(shí)總會(huì)有一定的誤差。1現(xiàn)有的各種誤差表示方法：(1)用一項(xiàng)誤差表示定義絕度誤差為測量結(jié)果減去被測量的真值。對同一種電表而言，由于誤差的分散性和隨機(jī)性，各個(gè)電表的絕對誤差在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，即 - C+C （1）式中：為絕對誤差的實(shí)際值；C為常量，對數(shù)字電表而言相當(dāng)于固定數(shù)值N實(shí)際誤差最大值m為m=C （2）或m=N (3)誤差也

2、可用百分誤差（相對誤差）來表示，規(guī)定電測量指示儀表（模擬式電表和數(shù)字式電表）的基本誤差以標(biāo)度尺上滿量程的百分?jǐn)?shù)表示即： m=%Um式中m為絕對誤差的最大值：為最大誤差的百分?jǐn)?shù); Um為數(shù)字電表指滿量程。流行的電表精度等級即指，如1.0級的電表絕對誤差的最大值=1.0%Um(2)用二項(xiàng)誤差表示 m=（%Ux+%Um） （4）或 m=（%Ux+C） （5）式中Ux為被測電壓的絕對值; 為誤差中與被測電壓成正比的一部分所占比例; Ux誤差中固定部分所占比例;C誤差的固定部分的絕對誤差2誤差分析典型的交流數(shù)字電壓表的方框圖如圖1，其中框1為衰減器，其作用為將被測電壓衰減到合適電平（可由圖2的電阻、分壓

3、器，也可由圖3的電壓互感器組成）；框2為整流濾波電路（由圖2中放大器和電阻、電容、二極管組成）；框3為放大器（由和電阻組成）；框4為模數(shù)變換器；框5為數(shù)字顯示器，用來顯示被測電壓的值。2.1衰減器誤差圖2圖4中電阻值可能有偏差，或圖3中電壓比有偏差而造成誤差，以圖3的互感器為例，設(shè)互感器的輸入電壓為，匝數(shù)和，則輸出電壓為 若繞制時(shí)有偏差，設(shè) ,則 考慮偏差有正負(fù) 即該誤差大小隨被測量的大小而變化但其比例不變，所以 可以近似表達(dá)為 （6）如果不用圖3而用圖4，可以寫出 ， 也可以得到式（6）若果用圖2衰減，由于運(yùn)算放大器的“-”輸入端為虛地，可得同樣可以得到式（6），故這種誤差屬于系統(tǒng)誤差，他們

4、都隨被測量的大小而變化但其比例不變。 2.2放大倍數(shù)誤差以圖2中放大器為例，可以寫出 當(dāng)電阻、有偏差時(shí)，同上可得到 該公式為放大倍數(shù)的誤差的統(tǒng)一表達(dá)式。2.3放大器固有誤差圖2整流濾波電路中放大器接有二極管和，是非線性電阻，當(dāng)為負(fù)值時(shí)放大器的輸出電壓由電阻和電容C等決定，有偏差時(shí)上面已分析。當(dāng)為正時(shí)，的“-”輸入端為虛地，輸出由二極管鉗為位，由于二極管正向電壓降，而不是零，它與被測電壓（輸入電壓）的大小也不成比例，在一定范圍內(nèi)可看成固定誤差，可以包括在固定部分C內(nèi)放大器和有失調(diào)電壓和失調(diào)電流，使輸入為零時(shí)輸出不為零，造成誤差這部分誤差也不與成正比，包含了固定誤差，所以 2.4模數(shù)變換誤差由于模

5、擬輸入信號是連續(xù)，經(jīng)模擬變換后不變成數(shù)字，是不連續(xù)的離散量，在變化換過程中必然帶來誤差，模擬變換誤差也與被測電壓電壓大小無關(guān)，是以固定值2.5隨著數(shù)字電表工作時(shí)，環(huán)境條件和電表系統(tǒng)的變化所引起的附加誤差 如溫度濕度壓力電源品頻率的變化等從以上分析可知誤差可歸納為兩類：(1) 預(yù)備測量成正比的，包括衰減器誤差和放大倍數(shù)誤差(2) 與被測量無關(guān)的固定值C=，包括放大器固有誤差和模數(shù)變換誤差總誤差為 3舉例在數(shù)字儀器中，數(shù)字電壓表的用途居于較高的地位其絕對誤差用來表示（%Ux+%Um）則相誤差誤差 滿量程時(shí) 在非滿量程時(shí)，當(dāng)用在0.1量程時(shí)，這時(shí)誤差最大所以有: 可用誤差曲線圖1表示即項(xiàng)誤差增大了10倍。因此要充分利用儀器的準(zhǔn)確度，就必須到滿量程，至少要在量程的滿度和0.1之間使用，小于0.1要使用下一個(gè)量程，避免出現(xiàn)10以上的誤差。4結(jié)論數(shù)字表總誤差為多種誤差的綜合，大致可分為與被測值成正比的和與被測值無關(guān)的C；正確了解誤差來源，可減少測量誤差。參考文獻(xiàn)1GB/T 13983-1992，儀器儀表基本術(shù)語S.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.2任國海. 數(shù)字電表誤差表示的方法研究.A 3蔡巖. 數(shù)字電壓表的誤