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【仪器基础】数字万用表位数与分辨率详解

更新时间:2024-01-09      点击次数:575

显示位数是指数字万用表可以测量的分辨率级别。分辨率是在数字万用表上可量化的细节级别。数字万用表显示位数越多,数字万用表的分辨率就越高。手持式数字万用表的显示位数为 3 ½  位和 4 ½  位是很常见的。台式数字万用表的显示位数往往为 5 ½  位、6 ½ 位、7 ½  位,甚至 8 ½  位。

手持式数字万用表通常用于不需要高测量分辨率的简单故障排除和预防性维护工作。大多数台式显示器有 5 ½  位和 6 ½  位,足以满足许多应用的需求。7 ½  位和 8 ½  位台式数字万用表被归类为用于高精度应用的高性能仪器和计量实验室的参考标准。


01数字万用表中的位数和分辨率是什么意思?

图 1 显示数字万用表有 7 ½ 位数字。为什么理解半位数很重要,总位数代表什么?这当然很重要,因为位数几乎总是您会注意到的有关数字万用表的第一个规格。

表 2 显示了数字万用表显示位数与分辨率计数的对应关系。如果您有 3 位半数字万用表,则半位数是有效数字。

3 ½  位数字

+/- 1999

2,000

4 ½  位数字

+/- 19999

20,000

5 ½  位数字

+/- 199999

200,000

6 ½  位数字

+/- 1999999

2,000,000


半位数只能是 0 或 1。因此,一个 3 位数半的数字万用表提供正负 2,000 个计数。一个 4 位数半的数字万用表提供正负 20,000 个计数,依此类推。位数直接转换为位数。位数和计数让我们了解数字万用表的分辨率。它们与准确性没有直接关系。一个常见的误解是位数和计数是数字万用表的精度。


02数字万用表测量中的精度和分辨率有何关系?

精度和分辨率是为您的测量选择合适的数字万用表 (DMM) 时要考虑的关键规格之一。图 3 显示了精度与测量刻度分辨率的关系。准确性是衡量这些位数有多好,或者你可以信任它们的程度。分辨率是可测量的细节水平或数字万用表上的有效位数。

让我们看一下下面的图 4,数字万用表显示的最后一位数字,数字“8"。当我们处于 1 V 范围时,数字“8"代表 800 nV。因此,在1 V范围内,我们的分辨率为100 nV。然而,问题是,实际值真的是800 nV,还是800 nV与实际值有多接近?与实际值相差 800 nV 的误差就是我们所说的精度。我们可以说,即使我们从 6 ½位数字万用表中获得更高的分辨率,具有精度的 6  ½位数字万用表也不比精度好的 5 ½ 位数字万用表更好或更差。

 

让我们来看看测量速度如何影响数字万用表的分辨率。如果您想优化测试时间,速度对您来说是一个重要因素。速度是指模数转换器 (ADC) 捕获样本的速度。让我们以是德科技的 34470A 7 ½位数字万用表为例,解释测量速度如何影响分辨率。理想情况下,您可能希望获得尽可能高的分辨率和最高的测量速度,但图 5 显示了测量速度和数字万用表分辨率之间的权衡关系。

因此,当测量速度增加时,分辨率会降低。您可能需要查看数字万用表的规格表,以确定所有速度下的分辨率,以及数字万用表所需的最高速度是否满足您的分辨率要求。

 

03总结

A、下次您看到 6 ½位数字万用表时,您可以立即将其识别为 +/- 1999999 或 2,000,000 个分辨率计数的实际测量范围。½ 位数字是指最高有效数字,但只能是 0 或 1。

B、准确度是指测量值的好坏,例如,测量值与真实值的接近程度。分辨率是可测量的细节水平或数字万用表上的有效位数。

C、精度与分辨率的关系,以及测量速度如何影响分辨率。

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