You dont have javascript enabled! Please enable it!

測量儀器

科目:

  • 一般
  • 類比表
  • 數位萬用電錶
  • 決心
  • 設定測量範圍
  • 計算絕對誤差
  • 計算相對誤差
  • 用萬用電表測量
  • 用示波器測量

整體:
很多都是用科技來衡量的。 本頁討論汽車技術方面的測量。 在汽車技術中,可以透過多種不同的方式進行測量,即在開發、測試、監控過程和故障排除過程中。 一旦知道如何測量,所需要的只是文獻(流程圖)來確定在哪裡測量。

汽車技術中最常用的(電氣)測量設備是:

  • 萬用電表/類比表:用於測量電壓(U)、電流(I)和電阻(R)。 數位萬用電表將在液晶螢幕上顯示該值,而類比萬用電表將使用指針在底層刻度上指示測量值。
  • 示波器:示波器測量可以記錄在時間軸中的電壓。 可以設定此時間軸(Y 軸上的伏特數和 X 軸上的時間進程)。

模擬表:
類比式儀表(動圈式儀表)由永久磁鐵和動圈組成。 流經動圈的電流會產生磁場。 磁場相互施加的力確保運動線圈(其上安裝有指針)旋轉。 電流(以及磁場)越大,指針移動的距離越遠。

與數位萬用電錶相比的優點:

  • 便宜的;
  • 低於 10 Hz(高於)更準確。

缺點:

  • 更難閱讀;
  • 由於指針移動,速度相對較慢。

數位萬用電錶:
數位萬用電錶是類比萬用電錶的替代品。 這些儀表不斷得到進一步發展(在精度、速度和功能方面)。 萬用電表包含一個 A/D 轉換器。 被測量的類比訊號在顯示之前首先被處理。 此操作取決於所選功能(伏特、安培、歐姆等)。然後數位化訊號被傳送到顯示器。 這種情況發生的速度稱為“響應時間”,可以在儀表的規格中找到。 (A/D 轉換器的)反應時間是記錄輸入訊號變化所需的時間。 儀表越貴,反應時間越短。

有些數位萬用電錶具有手動和自動範圍設定。 這設定了測量範圍。 下圖中的萬用電表會自動執行此操作。 本頁將進一步介紹「測量範圍」一章。

解決:
萬用表顯示的位數決定了分辨率,從而決定了儀表的讀數精度。 因此,解析度僅與螢幕有關,與測量範圍無關。 有 3½、3⁄4 和 XNUMX½ 位數位萬用電表。 萬用電表可以顯示的數字越多,可能的數字就越多(因此測量越準確)。

3½ 位數字:
這是標準萬用電表,在 200 V 量程內最多可精確測量 0,1 V。 如果在實際電壓為 22,66 V 的情況下進行測量,則儀表的讀數將為 22,6 V。

3/XNUMX 位數:
使用此萬用電表,解析度提高了 10 倍,並且使用相同的測量值(使用 22,66½ 位元萬用表測量 3 V),實際上將顯示 22,66 V。 這多了百分之一伏(因此更準確)。

4½ 位數字:
這萬用電表在所有量程中都有一個額外的數字。 解析度再次提高了 10 倍。

設定測量範圍:
下面萬用電表的測量範圍可以手動設定。 這是每次測量獲得最準確結果所必需的。 測量電池電壓時,最好選擇20 DCV選項。 電池電壓將顯示為例如 12.41。 最好選擇低於最大測量結果的測量範圍。 電池電壓永遠不會高於 99 伏特。 如果選擇更大的解析度(200 DCV),電池電壓將顯示為 12.4(不太準確)。 這與解析度有關:

貝雷克: 解決:
200 mV 0,1 mV
2V 0,001V
20V 0,01V
200V 0,1V
2000V 1V

該表的範例:

  • 在 100 V 範圍內測量 200 V 電壓時,儀表的讀數為 100,1 V。 當在 2000 V 範圍內測量相同的電壓時,儀表將讀數 100 V(不太準確)。
  • 在 9,188 V 範圍內測量 2 伏特電壓時,儀表將讀數 9,188 V。 當在 200 V 範圍內測量相同的電壓時,儀表將讀數 9,2 V(四捨五入,因此不太準確)。

因此,最準確的測量取決於設定的測量範圍和螢幕的解析度。 在解析度較低的螢幕上,無法以準確的測量範圍顯示最準確的電壓。

對於所示的萬用電表,測量範圍只能手動調整。 更廣泛的萬用電表有一個「自動量程」按鈕,儀表本身可以在其中設定最佳測量範圍(基於其自身的解析度)。 僅使用簡單的萬用電表只能選擇伏特、安培等模式,且測量範圍通常為標準 20 V(因此解析度為 0,01 V)。
另一個問題是儀表總是存在偏差。 當解析度設定太低時偏差最大。 有關此內容的更多信息,請參見頁面下方的“絕對和相對誤差”章節。

計算絕對誤差:
每個萬用電表都有一定的精度。 此精度可以在規格(手冊中)中找到。 利用該數據可以計算測量的偏差。 可以計算兩個概念; “絕對誤差”和“相對誤差”。 絕對誤差是以伏特為單位的電壓,相對誤差以百分比計算。

示例:
電壓(U)= 12,55V
±(0,3% 讀數 + 1d)
rdg = 讀數 = 顯示幕上讀取的值(測量值)
1d = 1 位元 = 解析度(在 20 V 量程上,1 位元對應於 0,01 V,在 2 V 量程上對應於 0,001 V)。

實際電壓為 12,55 伏特。 這是在 20 V 範圍內測量的。
0,3% rdg 是 0,3 V 的 12,55% = 0,038 V。
在 20 V 範圍內,1d = 0,01 V。

總絕對誤差為:讀數 + 1 位元 = 絕對誤差。 以數字表示:0,038 + 0,01 = 0,048 V

最終的絕對誤差答案是:
U = 12,55±0,05V。
這意味著測量值介於 12,50 和 12,60 伏特之間。

便宜的萬用電表往往比較貴的萬用電表有較大的偏差,因此總的絕對誤差也較大。 這現在證明「廉價萬用電表」無法進行精確測量。

計算相對誤差:
當絕對誤差以讀數值的百分比計算時,稱為相對誤差。 在比較儀表時通常會使用該相對誤差。

先前的萬用電表的相對誤差為:總絕對誤差/(除)實際電壓x(乘)100%=相對誤差。
以數字表示:U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%。

最終的相對誤差答案是:
U=12,55±0,3%。

12,55 V 減去 0,3% 所得的結果是 12,50。 再加上 0,3% 就是 12,60。 這與用絕對誤差計算的結果相同,但以百分比表示。

用萬用電表測量:
電壓、電流和電阻的測量方式都不同。 頁面上的範例解釋如何使用萬用電表正確測量 用萬用電表測量.

使用示波器測量:
示波器(簡稱示波器)是一種圖形電壓表。 電壓以圖形方式顯示為時間的函數。 範圍也非常準確。 時間可以設定得非常小,以便可以完美地顯示來自 lambda 感測器等感測器或註射器等執行器的訊號。

頁面上解釋如何使用示波器進行測量 用示波器測量。