测量仪器

翁德沃彭：

一般
模拟表
数字万用表
决心
设置测量范围
计算绝对误差
计算相对误差
用万用表测量
用示波器测量

整体：
很多都是通过技术来衡量的。本页讨论汽车技术方面的测量。在汽车技术中，可以通过多种不同的方式进行测量，即在开发、测试、监控过程和故障排除过程中。一旦知道如何测量，所需要的只是文献（流程图）来确定在哪里测量。

汽车技术中最常用的（电气）测量设备是：

万用表/模拟表：用于测量电压（U）、电流（I）和电阻（R）。数字万用表将在液晶屏上显示该值，而模拟万用表将使用指针在底层刻度上指示测量值。
示波器：示波器测量可以记录在时间线中的电压。可以设置此时间线（Y 轴上的伏特数和 X 轴上的时间进程）。

模拟表：
模拟式仪表（动圈式仪表）由永磁体和动圈组成。流经动圈的电流会产生磁场。磁场相互施加的力确保运动线圈（其上安装有指针）旋转。电流（以及磁场）越大，指针移动的距离就越远。

与数字万用表相比的优点：

便宜的;
低于 10 Hz（高于）更准确。

缺点：

更难阅读；
由于指针移动，速度相对较慢。

数字万用表：
数字万用表是模拟万用表的替代品。这些仪表不断得到进一步发展（在精度、速度和功能方面）。万用表包含一个 A/D 转换器。被测量的模拟信号在显示之前首先被处理。此操作取决于所选功能（伏特、安培、欧姆等）。然后数字化信号被发送到显示器。这种情况发生的速度称为“响应时间”，可以在仪表的规格中找到。（A/D 转换器的）响应时间是记录输入信号变化所需的时间。仪表越贵，响应时间就越短。

有些数字万用表具有手动和自动范围设置。这设定了测量范围。下图中的万用表会自动执行此操作。本页将进一步介绍“测量范围”一章。

分辨率：
万用表显示的位数决定了分辨率，从而决定了仪表的读数精度。因此，分辨率仅与屏幕有关，与测量范围无关。有 3½、3⁄4 和 XNUMX½ 位数字万用表。万用表可以显示的数字越多，可能的数字就越多（因此测量越准确）。

3½ 位数字：
这是标准万用表，在 200 V 量程内最多可精确测量 0,1 V。如果在实际电压为 22,66 V 的情况下进行测量，则仪表的读数将为 22,6 V。

3/XNUMX 位数字：
使用此万用表，分辨率提高了 10 倍，并且使用相同的测量值（使用 22,66½ 位万用表测量 3 V），实际上将显示 22,66 V。这多了百分之一伏（因此更准确）。

4½ 位数字：
该万用表在所有量程中都有一个额外的数字。分辨率再次提高了 10 倍。

设置测量范围：
下面万用表的测量范围可以手动设置。这是每次测量获得最准确结果所必需的。测量电池电压时，最好选择20 DCV选项。电池电压将显示为例如 12.41。最好选择低于最大测量结果的测量范围。电池电压永远不会高于 99 伏。如果选择更大的分辨率（200 DCV），电池电压将显示为 12.4（不太准确）。这与分辨率有关：

贝雷克：	分辨率：
200 mV	0,1 mV
2 V	0,001V
20 V	0,01 V
200 V	0,1 V
2000 V	1 V

该表的示例：

在 100 V 范围内测量 200 V 电压时，仪表的读数为 100,1 V。当在 2000 V 范围内测量相同的电压时，仪表将读数 100 V（不太准确）。
在 9,188 V 范围内测量 2 伏电压时，仪表将读数 9,188 V。当在 200 V 范围内测量相同的电压时，仪表将读数 9,2 V（四舍五入，因此不太准确）。

因此，最准确的测量取决于设置的测量范围和屏幕的分辨率。在分辨率较低的屏幕上，无法以准确的测量范围显示最准确的电压。

对于所示的万用表，测量范围只能手动调节。更广泛的万用表有一个“自动量程”按钮，仪表本身可以在其中设置最佳测量范围（基于其自身的分辨率）。仅使用简单的万用表只能选择伏特、安培等模式，并且测量范围通常为 20 V 作为标准（因此分辨率为 0,01 V）。
另一个问题是仪表总是存在偏差。当分辨率设置太低时偏差最大。有关此内容的更多信息，请参见页面下方的“绝对和相对误差”章节。

计算绝对误差：
每个万用表都有一定的精度。该精度可以在规格（手册中）中找到。利用该数据可以计算测量的偏差。可以计算两个概念； “绝对误差”和“相对误差”。绝对误差是以伏特为单位的电压，相对误差以百分比计算。

示例：
电压（U）= 12,55V
±(0,3% 读数 + 1d)
rdg = 读数 = 显示屏上读取的值（测量值）
1d = 1 位 = 分辨率（在 20 V 量程上，1 位对应于 0,01 V，在 2 V 量程上对应于 0,001 V）。

实际电压为 12,55 伏。这是在 20 V 范围内测量的。
0,3% rdg 是 0,3 V 的 12,55% = 0,038 V。
在 20 V 范围内，1d = 0,01 V。

总绝对误差为：读数 + 1 位 = 绝对误差。以数字表示：0,038 + 0,01 = 0,048 V

最终的绝对误差答案是：
U = 12,55±0,05V。
这意味着测量值介于 12,50 和 12,60 伏之间。

便宜的万用表往往比较贵的万用表有更大的偏差，因此总的绝对误差也更大。这现在证明“廉价万用表”无法进行精确测量。

计算相对误差：
当绝对误差以读数值的百分比计算时，称为相对误差。在比较仪表时通常会使用该相对误差。

以前的万用表的相对误差为：总绝对误差/（除）实际电压x（乘）100%=相对误差。
以数字表示：U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%。

最终的相对误差答案是：
U=12,55±0,3%。

12,55 V 减去 0,3% 得出的结果是 12,50。再加上 0,3% 就是 12,60。这与用绝对误差计算的结果相同，但以百分比表示。

用万用表测量：
电压、电流和电阻的测量方式都不同。页面上的示例解释了如何使用万用表正确测量用万用表测量.

使用示波器测量：
示波器（简称示波器）是一种图形电压表。电压以图形方式显示为时间的函数。范围也非常准确。时间可以设置得非常小，以便可以完美地显示来自 lambda 传感器等传感器或注射器等执行器的信号。

页面上解释了如何使用示波器进行测量用示波器测量。