Độ chính xác của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (DMM) là thước đo cốt lõi về sự gần gũi của các phép đo với giá trị thực và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Sau đây là bốn khía cạnh của thiết kế phần cứng, môi trường bên ngoài, đặc tả hoạt động và hiệu chuẩn bảo trì:
I. Ảnh hưởng của thiết kế phần cứng và quy trình sản xuất
1. Hiệu suất thành phần cốt lõi
- Tính năng chuyển đổi analog-digital (ADC)
Các chữ số của ADC trực tiếp xác định độ phân giải, chẳng hạn như độ phân giải lý thuyết của ADC 24 bit có thể lên tới 1/16.777.216, nhưng trong các ứng dụng thực tế, cần cân nhắc giữa tốc độ chuyển đổi và khả năng ức chế tiếng ồn. ADC có độ chính xác cao thường sử dụng kiến trúc Δ-∑ kết hợp với công nghệ lấy mẫu quá mức để giảm tiếng ồn định lượng.
- Độ ổn định nguồn chuẩn
Hệ số nhiệt độ (TC) của điện áp tham chiếu nội bộ là rất quan trọng, và các sản phẩm chất lượng cao sử dụng diode Zena bổ sung nhiệt độ hoặc nguồn gốc cơ sở khe để kiểm soát trôi nhiệt độ trong vòng ± (1 × 10 ⁻ ⁶/℃). Ví dụ, Fluke 8846A sử dụng chip benchmark có độ ổn định hàng năm ± 0,0002%.
- Tối ưu hóa mạch mặt trước
Việc lựa chọn bộ khuếch đại hoạt động cấp đầu vào ảnh hưởng đến tỷ lệ trở kháng đầu vào so với tỷ lệ ức chế chế độ chung (CMRR). Việc vận chuyển và phóng thích đầu vào FET chính xác có thể giảm dòng đầu vào xuống mức pA, kết hợp với công nghệ truyền động được che chắn để loại bỏ hiệu ứng điện dung cáp.
2. Bố trí PCB và thiết kế nối đất
- Chính sách cách ly phân vùng
Các khu vực kỹ thuật số được tách biệt nghiêm ngặt với các khu vực tương tự, và các lớp năng lượng được bố trí theo tầng với mặt đất, và các đường tín hiệu quan trọng được sử dụng để đi bộ theo cặp khác biệt.
- Tối ưu hóa xếp chồng nhiều lớp
Điện dung lọc tần số cao phù hợp với vị trí pin IC và mạng lọc LC loại π được đặt ở lối vào nguồn. Đối với các phép đo tín hiệu yếu cấp μV, thậm chí chất nền gốm được sử dụng để giảm hiệu ứng hấp thụ điện môi.
II. Hạn chế điều kiện môi trường bên ngoài
1. Hiệu ứng biến động nhiệt độ
- Cơ chế bồi thường trôi nhiệt
Khi nhiệt độ hoạt động vượt quá (23 ± 5) ℃ phạm vi, mỗi 1 ℃ tăng, vạn năng điển hình tạo ra thêm 0,0005% lỗi đọc. Một số mô hình được xây dựng trong mảng nhiệt điện trở PTC, phối hợp với thuật toán phần mềm để bồi thường phi tuyến tính. Các thí nghiệm cho thấy rằng sự gia tăng lỗi của thiết bị sau khi bồi thường trong phạm vi -10~50 ℃ có thể được kiểm soát trong vòng 0,002%.
- Kiểm soát điểm nóng cục bộ
Thời gian hoạt động đầy tải kéo dài sẽ dẫn đến máy biến áp, cầu chỉnh lưu nóng lên, thời gian làm việc liên tục được khuyến nghị không quá 8 giờ. Lắp thêm quạt tản nhiệt khi cần thiết, duy trì chênh lệch nhiệt độ trong máy<3 độ C.
2. Thách thức tương thích điện từ
- Ức chế nhiễu dẫn
Cổng nguồn được gắn thêm vòng từ để lọc tiếng ồn tần số cao, giao diện USB/RS232 cấu hình hạt sắt. Dữ liệu thực tế cho thấy các cuộc gọi điện thoại di động gần đó khi không được bảo vệ sẽ làm cho phép đo AC xuất hiện ± 2 nhịp đếm.
- Bảo vệ kết hợp bức xạ
Khi đo mạch điện trở cao, sự gần gũi của cơ thể con người có thể gây nhiễu hàng trăm Hz. Các giải pháp bao gồm sử dụng kẹp được che chắn, rút ngắn độ dài chì thử nghiệm và bật chế độ trung bình (N lần lấy mẫu trung bình).
III. Kiểm soát biến nhân tạo của đặc tả hoạt động
1. Nguyên tắc lựa chọn phạm vi
Luật Best Match
Lỗi tương đối là tối thiểu khi điện áp được đo nằm trong khoảng 1/3~2/3 phạm vi hiện tại. Ví dụ, để đo pin 1.2V, phạm vi 2V có thể giảm thiểu tổn thất bit hiệu quả so với phạm vi 20V. Việc chuyển đổi lượng tự động mặc dù thuận tiện, nhưng ở gần điểm giới hạn có thể xuất hiện nhiều lần nhảy vòng, lúc này khóa thủ công càng đáng tin cậy.
- Cơ chế bảo vệ quá tải
Nhầm lẫn điện áp cao có thể dẫn đến cầu chì tan chảy hoặc thậm chí đốt cháy điện trở điện áp riêng phần. Các sản phẩm thông thường đều có bảo vệ kép: kẹp diode ức chế thoáng qua+bảo hiểm tự phục hồi PTC. Sử dụng hàng ngày phải dưỡng thành thói quen đánh giá trước rồi mới kết nối.
2. Quản lý phụ kiện thử nghiệm
- Chất lượng tiếp xúc thăm dò
Một phích cắm chuối bị oxy hóa nghiêm trọng có thể làm tăng điện trở tiếp xúc lên mức Ω, gây ra sự suy giảm nghiêm trọng tín hiệu cấp milivolt. Nên lau liên hệ mạ vàng bằng bông cồn hàng tháng và thay thế các tấm lò xo lão hóa hàng năm.
- Kiểm tra dòng mất hiệu chỉnh
Các thông số phân phối của dây thử nghiệm tiêu chuẩn là khoảng 0,05 μH/m+100 pF/m và một khoang cộng hưởng sẽ được hình thành trong băng tần MHz. Cáp đồng trục mất mát thấp nên được lựa chọn khi đo chính xác và bù bằng cách nhập chiều dài dây thực tế thông qua menu.
B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)
1. Yêu cầu truyền chuỗi đo
- Hệ thống hiệu chuẩn 3 cấp
① Trong nhà máy: Sử dụng máy hiệu chuẩn đa chức năng Fluke 5720A, theo dõi các tiêu chuẩn quốc gia;
② Kiểm tra chu kỳ: Hàng năm gửi đến Viện Đo lường tỉnh, thực hiện theo quy trình 117-201X của JJG (công nghiệp quân sự);
③ Kiểm tra hiện trường: Kiểm tra nhanh hàng tuần với nguồn điện trở/điện áp tiêu chuẩn để lưu dữ liệu gốc.
- Mô hình đánh giá độ không chắc chắn
Độ không đảm bảo tiêu chuẩn tổng hợp, trong đó u₁ xuất phát từ độ không đảm bảo mở rộng của tiêu chuẩn cao hơn và u₂ là độ lệch chuẩn được giới thiệu bởi tính lặp lại. Giá trị đồng hồ vạn năng cấp công nghiệp điển hình là khoảng 0,005%~0,01%.
2. Giám sát ổn định lâu dài
- Phân tích xu hướng dữ liệu lịch sử
Thiết lập cơ sở dữ liệu để ghi lại các thông số chính cho mỗi hiệu chuẩn, vẽ đường cong trôi hàng năm. Nếu một chỉ số được phát hiện vượt quá ba lần liên tiếp, hãy bắt đầu quy trình bảo trì phòng ngừa ngay lập tức.
- Dự đoán tuổi thọ thành phần chính
Tuổi thọ của điện dung điện phân là khoảng 5~8 năm, sẽ có sự gia tăng ESR trước khi hết hạn. Thay đổi công suất có thể được phát hiện thông qua đồng hồ LCR và phụ tùng thay thế được chuẩn bị trước.