数字万用表与指针万用表测量电压误差分析

如果测的电压是市电也就是50Hz的交流电,两块表又都是合格的,只能说明被测电压内阻太大。相同频率下指针式万用表和数字式万用表影响测量电压结果的最大因素是内阻不同,相差很大,不在一个数量级。被测电压内阻较小时差别不明显,当被测电压内阻较大时,测量结果会差异较大。

这种情况有可能被测电压不是实实在在的220V火线电源线,或者是火线通过了某种电器后测得的电压,或者是电器漏电外壳的电压。

排除以上可能,只能说明两只表里有一只不准,需要维修调校。

测量电压有误差,首先你要搞清楚,被测的交流电压的频率是多少Hz?这个电压是不是纯正弦波?

现在市售的各种万用表,其说明书上都标有该表在测量交流电压时其频响范围和交流波形。对于各种普通的数字万用表,其频响一般为40-1000Hz,并且要求是正弦波(失真度≤1%)。超出上述范围的被测交流电压不保证测量精度。这是由于大多数数字万用表里面的AC/DC(交流/直流)转换电路基本上都是采用低功耗双运放TL062来设计,该运放GBW(增益带宽积)有限,故数字万用表不能测量高频交流电压(当然,还跟万用表的分压电阻是否有补偿有关)。

至于一般的指针式万用表(其最早是由美国人发明的,距今已有100年了),其内部构造相当简单,内部就一个高灵敏度的表头+二极管整流+分压电阻(少数指针式万用表为提高灵敏度,在表头与分压电阻之间加有运算放大器构成的交流放大器),故这种古老、廉价的万用表测量精度根本没法跟数字万用表相比,这种表的分压电阻一般都没有进行电容补偿,故其频响一般为40-400Hz。

两款表测量同一交流电压相差几十V,首先你要检测一下它们分压电阻网络,是否其中的某个电阻变值?若都正常,对于指针式万用表你还可以看看其表头指针是否能指向零位?对于数字万用表,你可以看看其交流电压挡的校准电位器是否有松动?

顺便说一下,若要想精确测量任意波形的交流电压,建议购买真有效值(TRMS)万用表,这种万用表可以精确测量正弦波、三角波、矩形波等各种波形的交流电压,并且与失真度无关。

数字万用表与指针万用表测量电压误差分析

这种便携式的真有效值万用表,里面的AC/DC转换电路一般都是采用专用的TRMS集成电路AD736、AD737(美国模拟器件公司生产)设计,故可以测量任意波形的交流电压。

下图为AD736外形及应用电路,普通万用表只要加个这样的电路,便可以精确测量任意波形的交流电压了。

数字万用表与指针万用表测量电压误差分析