Предметы:
- Общий
- Аналоговый счетчик
- Цифровой мультиметр
- разрешение
- Установить диапазон измерения
- Вычислить абсолютную ошибку
- Вычислить относительную погрешность
- Измерьте мультиметром
- Измерьте осциллографом
в целом:
Многое измеряется технологиями. На этой странице обсуждаются измерения в области автомобильной техники. В автомобильной технике измерения можно проводить разными способами, а именно во время разработки, тестирования, мониторинга процессов и устранения неполадок. Если вы знаете, как измерять, все, что вам нужно, — это литература (блок-схемы), чтобы определить, где измерять.
Наиболее часто используемым (электрическим) измерительным оборудованием в автомобильной технике являются:
- Мультиметр/аналоговый измеритель: используется для измерения напряжения (U), тока (I) и сопротивления (R). Цифровой мультиметр отобразит значение на ЖК-экране, а аналоговый мультиметр будет использовать стрелку для указания измеренного значения на базовой шкале.
- Осциллограф: Осциллограф измеряет напряжения, которые можно записать на временной шкале. Эту временную шкалу можно установить (количество Вольт по оси Y и ход времени по оси X).
Аналоговый счетчик:
Аналоговый счетчик (счетчик с подвижной катушкой) состоит из постоянного магнита и подвижной катушки. Ток, текущий через подвижную катушку, создает магнитное поле. Силы, которые магнитное поле оказывает друг на друга, обеспечивают вращение подвижной катушки (с установленным на ней указателем). Чем больше ток (и, следовательно, магнитное поле), тем дальше будет двигаться указатель.
Преимущества по сравнению с цифровым мультиметром:
- Дешевый;
- Точнее ниже 10 Гц (не выше).
минусы:
- Труднее читать;
- Относительно медленно из-за движущегося указателя.
Цифровой мультиметр:
Цифровой мультиметр является заменой аналогового мультиметра. Счетчики постоянно совершенствуются (в плане точности, скорости и функций). Мультиметр содержит аналого-цифровой преобразователь. Измеряемый аналоговый сигнал сначала обрабатывается перед отображением. Эта операция зависит от выбранной функции (вольт, ампер, ом и т. д.). Затем оцифрованный сигнал отправляется на дисплей. Скорость, с которой это происходит, называется «временем отклика», которое можно найти в характеристиках счетчика. Время отклика (АЦП) — это время, необходимое для регистрации изменения входного сигнала. Чем дороже счетчик, тем меньше будет время отклика.
Существуют цифровые мультиметры с ручной и автоматической настройкой диапазона. Это устанавливает диапазон измерения. Мультиметр на изображении ниже делает это автоматически. Глава «Диапазон измерения» описана далее на этой странице.
Решение:
Количество цифр, отображаемых мультиметром, определяет разрешение и, следовательно, точность показаний мультиметра. Таким образом, разрешение зависит только от экрана, а не от диапазона измерения. Существуют 3½-, 3¾- и 4½-разрядные мультиметры. Чем больше цифр может отображать мультиметр, тем больше чисел возможно (что обеспечивает более точное измерение).
3½ цифры:
Это стандартный мультиметр, который может измерять максимум 200 В с точностью в диапазоне 0,1 В. Если измерение выполнено при фактическом напряжении 22,66 В, прибор покажет 22,6 В.
3¾ цифры:
Благодаря этому мультиметру разрешение увеличилось в 10 раз, и при том же измерении (22,66 В с 3½-разрядным мультиметром) оно фактически покажет 22,66 В. Это на одну сотую вольта больше (и, следовательно, точнее).
4½ цифры:
Этот мультиметр имеет дополнительную цифру во всех диапазонах. Разрешение снова увеличилось в 10 раз.
Установить диапазон измерения:
Диапазон измерения мультиметра, указанного ниже, можно установить вручную. Это необходимо для получения максимально точного результата при каждом измерении. При измерении напряжения аккумулятора лучше всего выбрать вариант 20 DCV. Напряжение аккумулятора будет указано, например, как 12.41. Лучше всего выбрать диапазон измерения, который будет ниже максимального результата измерения. Напряжение аккумулятора никогда не будет выше 99 вольт. Если бы было выбрано большее разрешение (200 В пост. тока), напряжение батареи будет отображаться как 12.4 (менее точно). Это связано с резолюцией:
| Берейк: | Решение: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Примеры этой таблицы:
- При измерении напряжения 100 Вольт в диапазоне 200 В мультиметр покажет 100,1 В. Когда это же напряжение измеряется в диапазоне 2000 В, измеритель показывает 100 В (менее точно).
- При измерении напряжения 9,188 В в диапазоне 2 В мультиметр покажет 9,188 В. Когда это же напряжение измеряется в диапазоне 200 В, прибор покажет 9,2 В (округлено, поэтому менее точно).
Таким образом, наиболее точное измерение зависит от установленного диапазона измерения и разрешения экрана. На экранах с низким разрешением невозможно отобразить максимально точное напряжение с точным диапазоном измерения.
При показанном мультиметре диапазон измерения можно регулировать только вручную. Более расширенные мультиметры имеют кнопку «Автодиапазон», с помощью которой мультиметр сам устанавливает лучший диапазон измерения (на основе собственного разрешения). Только с помощью простых мультиметров можно выбрать только режим «Вольт», «Ампер» (и т. д.) и диапазон измерения часто составляет 20 В в стандартной комплектации (то есть с разрешением 0,01 В).
Другая проблема заключается в том, что показания счетчика всегда имеют отклонения. Отклонение является наибольшим, когда разрешение установлено слишком низко. Подробнее об этом в следующих главах «Абсолютные и относительные ошибки» ниже на странице.
Вычислите абсолютную ошибку:
Каждый мультиметр имеет определенную точность. Эту точность можно посмотреть в характеристиках (в мануале). С помощью этих данных можно рассчитать отклонение измерения. Можно рассчитать две концепции; «абсолютная ошибка» и «относительная ошибка». Абсолютная погрешность представляет собой напряжение в вольтах, а относительная погрешность рассчитывается в процентах.
Пример:
Напряжение (U) = 12,55 В
± (0,3% показания + 1d)
rdg = чтение = значение, считываемое на дисплее (измеренное значение)
1d = 1 цифра = разрешение (в диапазоне 20 В 1 цифра соответствует 0,01 В, а в диапазоне 2 В — 0,001 В).
Фактическое напряжение составляет 12,55 Вольт. Это измерено в диапазоне 20 В.
0,3% показания составляет 0,3% от 12,55 В = 0,038 В.
В диапазоне 20 В 1d = 0,01 В.
Тогда общая абсолютная погрешность составит: показание + 1 цифра = абсолютная погрешность. В цифрах: 0,038 + 0,01 = 0,048 В.
Окончательный ответ с абсолютной ошибкой:
U = 12,55±0,05 В.
Это означает, что измерение находится где-то между 12,50 и 12,60 Вольт.
Дешевые мультиметры часто имеют большее отклонение, чем более дорогие, поэтому общая абсолютная погрешность также больше. Теперь это доказывает, что «дешевые мультиметры» не могут производить точные измерения.
Вычислите относительную погрешность:
Когда абсолютная ошибка рассчитывается как процент от считанного значения, она называется относительной ошибкой. Эту относительную погрешность обычно используют при сравнении счетчиков.
Относительная погрешность для предыдущего мультиметра равна: общая абсолютная погрешность / (делить на) фактическое напряжение x (умножить на) 100 % = относительная погрешность.
В цифрах: U = 0,038/12,55 х 100 = 0,30%.
Окончательный ответ с относительной ошибкой:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 В минус 0,3% дает ответ 12,50. Плюс 0,3% составит 12,60. Это то же самое, что было рассчитано с абсолютной погрешностью, но указано в процентах.
Измерение мультиметром:
Напряжение, ток и сопротивление измеряются по-разному. Как правильно измерить мультиметром, поясняется на примерах на странице измерить мультиметром.
Измерение с помощью осциллографа:
Осциллограф (сокращенно осциллограф) представляет собой графический вольтметр. Напряжение отображается графически как функция времени. Прицел также очень точен. Время можно установить настолько малым, что сигналы от датчиков, таких как лямбда-зонд, или исполнительных механизмов, таких как форсунка, могут отображаться идеально.
Как проводятся измерения с помощью прицела, описано на странице. измерьте осциллографом.
