揭秘量程選擇的原理

　　在測(cè)量行業(yè)，量程是再熟悉不過(guò)的術(shù)語(yǔ)了。量程的選擇，首先應(yīng)保護(hù)儀器在測(cè)試過(guò)程中不會(huì)降低其可靠性或被損壞;其次是降低測(cè)量誤差，提高測(cè)試結(jié)果可信度。測(cè)試時(shí)，選擇大于且最接近被測(cè)信號(hào)值的量程，是大家熟識(shí)共知的。

　　比如，測(cè)試220VAC市電信號(hào)，手上有一臺(tái)300V量程的萬(wàn)用表跟一臺(tái)1000V量程的萬(wàn)用表，毫無(wú)疑問(wèn)，一定選擇300V量程的萬(wàn)用表。

　　你或許知道這樣選擇可以降低測(cè)量誤差，但你是否知道這其中的原理呢?

　　這是因?yàn)檫x擇大于且最接近被測(cè)信號(hào)值的量程，可以降低不必要的滿量程誤差。

　　那這個(gè)滿量程誤差是什么呢?

　　在測(cè)試儀器行業(yè)，精度是儀器最重要的指標(biāo)之一。精度是指儀器測(cè)量值的誤差范圍。誤差類(lèi)型分為“與測(cè)量值成比例的誤差”和“與測(cè)量值大小無(wú)關(guān)的固定誤差”，一般儀器的精度指標(biāo)是這兩種誤差之和。比如，功率分析儀PA6000在工頻段(45Hz~66Hz)的功率精度為0.02%讀數(shù)+0.04%量程，如表1所示。其中，讀數(shù)誤差是與測(cè)量值成比例的誤差，而量程誤差是固定誤差，也就是滿量程誤差。

　　表1 PA6000測(cè)量精度

　　假設(shè)選擇功率分析儀PA6000測(cè)試220VAC市電信號(hào)，其電壓量程如表2所示。

　　表2 電壓測(cè)量量程

　　當(dāng)選用300V量程進(jìn)行測(cè)試時(shí)，

　　滿量程誤差

　　0.04%量程=0.04%*300=0.12V

　　絕對(duì)誤差為

　　0.02%讀數(shù)+0.04%量程=0.02%*220+0.04%*300=0.164V

　　相對(duì)誤差為

　　0.164/220*100%=0.0745%

　　當(dāng)選用1000V量程進(jìn)行測(cè)試時(shí)，

　　滿量程誤差

　　0.04%量程=0.04%*1000=0.4V

　　絕對(duì)誤差

　　0.02%讀數(shù)+0.04%量程=0.02%*220+0.04%*1000=0.444V

　　相對(duì)誤差

　　0.444/220*100%=0.2018%

　　從上面結(jié)果可以清楚地知道，選擇接近被測(cè)值的300V量程，滿量程誤差可以降低0.28V(0.4-0.12=0.28V)，相對(duì)誤差可以降低0.1273%(0.2018%-0.0745%=0.1273%)。

　　因此測(cè)試時(shí)，為了降低不必要的滿量程誤差，提高測(cè)試可靠性，一定要選擇大于且最接近被測(cè)信號(hào)值的量程。