从测试原理、带宽、量程、显示位数与分辨率等关键指标,系统讲解如何根据被测信号选择合适的数字万用表。
数字万用表对于所有电子电力工程师都不陌生。数字多用表(DMM)是在电气测量中用到的电子仪器,主要功能是对电压、电流、电阻和通断等电气参数进行测量,广泛用于电气维护、设备检修、研发测试等应用领域。选择一款数字万用表时,应关注以下关键指标。
数字万用表的测试原理有平均响应和真有效值两种,分别对应不同类型的电气信号。对于直流信号或标准正弦波,两种表都能准确测量;但对于含畸变波形的信号,或方波、三角波、锯齿波等典型非正弦波,只有真有效值仪表才能准确测量。
带宽是数字万用表在精度范围内所能响应的交流频率范围,反映交流频率响应的能力。若被测信号频率超过万用表的交流带宽,万用表将不能在频率响应范围内正确测量交流值。例如 Fluke 115C 测试频率量程可达 50 kHz,但带宽为 500 Hz:用其测频率最高可达 50 kHz,但被测信号超过 500 Hz 后再测电压/电流会有较大误差,应选择带宽合适的表。
量程是指仪表在当前档位所能测试的最大值,应根据被测信号值的范围选择。福禄克万用表多为手动/自动量程一体,方便用户自由切换。
显示位数指万用表能够显示的字数范围。例如 Fluke 15B+ 显示 3999,最高位只能显示 0-3,称为三位半;Fluke 87-VC 显示 19999,称为四位半。分辨率描述可被识别的最小物理量变化:以实测 402.6 V 为例,15B+ 显示 402 V(分辨 1 V),115C 显示 402.6 V(分辨 0.1 V),287C 显示 402.60 V(分辨 0.01 V)。显示位数越大,分辨率越高。
低通滤波器、双阻抗输入、温度等附属功能,应根据实际测试需求及被测信号类型合理选择。
此外,所有数字万用表测电压时,电压档内阻应远大于被测回路阻抗;福禄克万用表交直流电压档内阻为 10 MΩ,可保障读数准确。测试不同类型信号时,真有效值与平均响应表的选择也会影响误差。