Предмети:
- Общ
- Аналогов измервателен уред
- Цифров мултиметър
- Резолюция
- Задайте диапазон на измерване
- Изчислете абсолютната грешка
- Изчислете относителната грешка
- Измерете с мултиметъра
- Измерете с осцилоскоп
цялостната:
Много се измерва в технологиите. Тази страница обсъжда измерването по отношение на автомобилната технология. В автомобилната технология измерванията могат да се правят по много различни начини, а именно по време на разработване, тестване, процеси на мониторинг и отстраняване на проблеми. След като човек знае как да измерва, всичко, което е необходимо, е литература (схеми на потока), за да се определи къде да се измерва.
Най-често използваните (електрически) измервателни уреди в автомобилната техника са:
- Мултиметър/аналогов измервателен уред: Използва се за измерване на напрежение (U), ток (I) и съпротивление (R). Цифровият мултицет ще покаже стойността на LCD екрана, а аналоговият измервателен уред ще използва игла, за да покаже измерената стойност върху основната скала.
- Осцилоскоп: Осцилоскопът измерва напрежения, които могат да бъдат записани във времева линия. Тази времева линия може да бъде зададена (брой волтове по оста Y и хода на времето по оста X).
Аналогов измервателен уред:
Аналоговият измервателен уред (измервателен уред с подвижна намотка) се състои от постоянен магнит и подвижна намотка. Токът, протичащ през движещата се намотка, предизвиква магнитно поле. Силите, които магнитното поле упражнява едно върху друго, осигуряват въртенето на движещата се намотка (с показалеца, монтиран върху нея). Колкото по-голям е токът (и следователно магнитното поле), толкова по-далеч ще се движи показалецът.
Предимства в сравнение с цифровия мултиметър:
- Евтини;
- По-точно под 10 Hz (не по-високо).
минуси:
- По-трудно се чете;
- Сравнително бавно поради движещия се показалец.
Цифров мултиметър:
Цифровият мултиметър е заместител на аналоговия измервателен уред. Измервателите непрекъснато се усъвършенстват (по отношение на точност, скорост и функции). Мултиметърът съдържа A/D преобразувател. Измерваният аналогов сигнал първо се обработва преди да бъде показан. Тази операция зависи от избраната функция (волт, ампер, ом и т.н.) След това цифровизираният сигнал се изпраща към дисплея. Скоростта, с която това се случва, се нарича "време за реакция", което може да се намери в спецификациите на измервателния уред. Времето за реакция (на A/D преобразувателя) е времето, необходимо за регистриране на промяна във входния сигнал. Колкото по-скъп е измервателният уред, толкова по-малко ще бъде времето за реакция.
Има цифрови мултиметри с ръчна и автоматична настройка на диапазона. Това задава обхвата на измерване. Мултиметърът на изображението по-долу прави това автоматично. Главата „Обхват на измерване“ е описана по-нататък на тази страница.
Резолюция:
Броят на цифрите, показвани от мултиметрите, определя разделителната способност и следователно точността на отчитане на измервателния уред. Следователно разделителната способност има отношение само към екрана, а не към обхвата на измерване. Има мултиметри с 3½, 3¾ и 4½ цифри. Колкото повече цифри може да покаже мултиметърът, толкова повече числа са възможни (така че по-точно измерване).
3½ цифри:
Това е стандартен мултиметър, който може да измерва максимум 200 V с точност в диапазона от 0,1 V. Ако се направи измерване, при което действителното напрежение би било 22,66 V, измервателният уред ще покаже 22,6 V.
3¾ цифри:
С този мултицет разделителната способност се е увеличила с коефициент 10 и със същото измерване (от 22,66 V с 3½-разрядния мултицет) всъщност ще показва 22,66 V. Това е една стотна от волта повече (и следователно по-точно).
4½ цифри:
Този мултицет има допълнителна цифра във всички диапазони. Разделителната способност отново се увеличи с коефициент 10.
Задайте диапазон на измерване:
Диапазонът на измерване на мултиметъра по-долу може да се настрои ръчно. Това е необходимо, за да получите възможно най-точния резултат при всяко измерване. Когато измервате напрежението на батерията, най-добре е да изберете опцията 20 DCV. Напрежението на батерията ще бъде посочено например като 12.41. Най-добре е да изберете обхват на измерване, който ще бъде под максималния резултат от измерването. Напрежението на батерията никога няма да бъде по-високо от 99 волта. Ако беше избрана по-голяма разделителна способност (от 200 DCV), напрежението на батерията ще бъде посочено като 12.4 (по-малко точно). Това е свързано с резолюцията:
| Берейк: | Резолюция: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Примери за тази таблица:
- При измерване на напрежение от 100 волта в диапазона 200 V, измервателният уред ще отчете 100,1 V. Когато същото напрежение се измерва в диапазона от 2000 V, измервателният уред ще покаже 100 V (по-малко точно).
- При измерване на напрежение от 9,188 волта в диапазона 2 V, измервателният уред ще отчете 9,188 V. Когато същото напрежение се измерва в диапазона от 200 V, измервателният уред ще покаже 9,2 V (закръглено, така че по-малко точно).
Следователно най-точното измерване зависи от зададения обхват на измерване и разделителната способност на екрана. На екрани с ниска резолюция не може да се покаже най-точното напрежение с точен диапазон на измерване.
С показания мултиметър обхватът на измерване може да се регулира само ръчно. По-разширените мултиметри имат бутон „Autorange“, където самият измервателен уред задава най-добрия диапазон на измерване (на базата на собствената си разделителна способност). Само с обикновените мултиметри е възможно само да изберете режим на волт, ампер (и т.н.) и обхватът на измерване често е 20 V като стандарт (така че с разделителна способност от 0,01 V).
Друг проблем е, че винаги има отклонение в брояча. Отклонението е най-голямо, когато резолюцията е зададена твърде ниска. Повече за това в следващите глави „Абсолютни и относителни грешки“ по-надолу на страницата.
Изчислете абсолютната грешка:
Всеки мултиметър има определена точност. Тази точност може да се намери в спецификациите (в ръководството). С тези данни може да се изчисли отклонението на измерването. Могат да се изчислят две концепции; „абсолютна грешка“ и „относителна грешка“. Абсолютната грешка е напрежението във волтове, а относителната грешка се изчислява в проценти.
Пример:
Напрежение (U) = 12,55 V
± (0,3% rdg + 1d)
rdg = показание = отчетената стойност на дисплея (измерената стойност)
1d = 1 цифра = разделителната способност (при диапазон от 20 V, 1 цифра съответства на 0,01 V, а при диапазон от 2 V на 0,001 V).
Действителното напрежение е 12,55 волта. Това се измерва в диапазона от 20 V.
0,3% rdg е 0,3% от 12,55 V = 0,038 V.
В диапазона от 20 V, 1d = 0,01 V.
Тогава общата абсолютна грешка е: показанието + 1 цифра = абсолютна грешка. В числа: 0,038 + 0,01 = 0,048 V
Крайният отговор с абсолютна грешка е:
U = 12,55 ± 0,05 V.
Това означава, че измерването е някъде между 12,50 и 12,60 волта.
Евтините мултиметри често имат по-голямо отклонение от по-скъпите, така че общата абсолютна грешка също е по-голяма. Това сега доказва, че „евтините мултиметри“ не могат да правят точни измервания.
Изчислете относителната грешка:
Когато абсолютната грешка се изчислява като процент от отчетената стойност, тя се нарича относителна грешка. Тази относителна грешка обикновено се използва при сравняване на измервателните уреди.
Относителната грешка за предишния мултиметър е: обща абсолютна грешка / (разделено на) действителното напрежение x (умножено по) 100% = относителната грешка.
В числа: U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%.
Крайният отговор с относителната грешка е:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 V минус 0,3% дава отговор 12,50. Плюс 0,3% тогава е 12,60. Това е същото като изчисленото с абсолютната грешка, но посочено в проценти.
Измерване с мултиметър:
Напрежението, токът и съпротивлението се измерват по различен начин. Как да измервате правилно с мултиметъра е обяснено с примери на страницата измервайте с мултиметъра.
Измерване с осцилоскоп:
Осцилоскопът (накратко) е графичен волтметър. Напрежението се показва графично като функция на времето. Обхватът също е много точен. Времето може да бъде настроено толкова малко, че сигналите от сензори като ламбда сондата или задвижващи механизми като инжектор да могат да се показват перфектно.
Как се правят измерванията с обхвата е обяснено на страницата измерване с осцилоскоп.
