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[導讀] 精確的測量電壓 1、有一個好表 2、表要預熱,一般要1小時,要求高的要3小時。具體預熱時間多少,最好能測量出開機曲線,以便測量時做到心中有數(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、有一個好表

2、表要預熱,一般要1小時,要求高的要3小時。具體預熱時間多少,最好能測量出開機曲線,以便測量時做到心中有數(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,不要陽光直接照射。我國機房的標準溫度是20℃,國外23℃。濕度最好能在60%或以下。

5、被測電壓源也要開機預熱。到底預熱多長時間要具體看情況,最好也能做出開機曲線。

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,因為普通插頭插座熱電動勢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,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、如果有參考標準源,那么再測試參考標準,比對一下自己的表的誤差大小,再進行修正。

比如測試被測量量讀10.0005V,而測試10.0002V的基準讀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,因為測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、如果有參考標準電阻,那么最好要同時測量一下同值的標準,比對一下自己的表的誤差大小,再進行修正。比如測試被測量量讀10.0005kΩ,而測試10.0002kΩ的基準讀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,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。這個變化若很小,就可以在短期內(nèi)測量多個標準進行比較。短期穩(wěn)定性也可以認為就是重復性。

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,輸出在任何時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,就是在間隔不長時間內(nèi),相繼測試兩個相近的量后的比較誤差。

傳遞特性的好壞,直接與上述三個量相關??梢哉J為是上述三個結(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,必須同時具備噪音低、短期穩(wěn)定性好、線性好的特點。

之所以叫傳遞特性,是因為在標準傳遞、標準轉(zhuǎn)移的時候常用這種比較。

五、常見萬用表的幾個特性如何?

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

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

3458A,噪音和短期穩(wěn)定度指標0.01ppm,線性0.1ppm,傳遞特性0.1ppm,實際在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。

這個指標表明在一年后重新測試同一基準,讀數(shù)到底變化多少。

指標當然重要,尤其是只有萬用表、沒有基準的時候。

但是,萬用表的老化指標往往做的不太好,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,要想更高精度的進行測試,只靠一個好的萬用表仍然不夠,因為再好的萬用表的老化也趕不上好的外部基準的老化小。

基于LTZ1000和263的電壓基準可以把老化做到1ppm/年的級別,而很多標準電阻,甚至是Fluke的金封電阻,能達到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、基準和萬用表的溫度系數(shù)重要嗎?

這個也很重要,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,實在不行可以用恒溫環(huán)境來測試。

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

商品10V基準和10kΩ能做到0.05ppm/℃,是比較理想的,測試時甚至可以忽略。

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。假設不能改變測試環(huán)境,那么可以采用事先測試的辦法,進行修正。

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