示波器、万用表和电源电压读数之间的差异

电器工程 电源 示波器 万用表 面包板
2022-01-27 12:33:17

所以我最近给自己买了一台示波器,并试图从基础开始学习如何使用它,一个带有电压源的电路和一个电阻器。当我将电源设置为 5V 时,万用表读数为 4.995V,示波器读数为 5.02V rms。我发现一个线程已经解释了如何判断哪个更准确,但我正在寻找更多关于其他事情的解释,导致这些事情有所不同。

我认为电源只是给出一个估计的读数,它是一个相当便宜的电源,所以我知道它是否能准确地输出它读取的电压。

在这张照片之后,我意识到我测量的不同位置可能是一个因素,因为面包板往往会对电路产生不良影响。它没有改变任何东西。

差异的其他可能来源是什么?我可以做些什么来尝试修复它(已经校准了示波器),如果有的话?

4个回答

当我将电源设置为 5V 时,万用表读数为 4.995V,示波器读数为 5.02V rms。

5.02 V / 4.995 V = 1.005。这是0.5%的差异。5.00 V / 4.995 V = 1.001。这是0.1%的差异。你的示波器的指定精度是+-3%,万用表是+-0.5%+3个计数,电源表的精度未知。

没有差异。对于 4.97 V 和 5.02 V 之间的实际值,所有测量值都在其误差范围内,因此它们实际上都是相同的。

这可以。这些设备都不是精密仪器(电源可能不是其中最不准确的!),您会看到最高和最低之间的差异 < 0.5%。没有什么是你应该做的,除非你参与了一些高精度的物理工作,在这种情况下,你应该让你的实验室主任给你买一些新的装备,并找一个比厨房柜台更好的地方来放置它。对于业余爱好,你已经做得足够好了。

在您桌上的三种仪器中,万用表将是测量直流电压最准确和最精确的仪器。

与万用表相比,示波器具有更大的输入偏移误差和更低的 ADC 分辨率,但具有更高的采样率。示波器还可能具有整体增益误差和某些非线性采样误差。因此,在使用示波器测量 DC 或 DC 偏置信号时,一定要权衡取舍。说实话,大多数示波器确实很糟糕,但是如果您要测量直流偏置动态信号,例如电阻电流传感器上的电压,那么使用示波器是必不可少的。

您的示波器可以进行更好的校准,但仍在误差范围内。如果这对您的测量很重要并且您想要快速修复,您可以表征示波器直流偏移与仪表的关系,并在后续测量中减去偏移以提高准确性。这对于大多数工作来说已经足够了。(注意,示波器输入偏移量可能因范围而异,因此您需要分别表征范围。)

如果您(或您的雇主)真的非常关心这一点(例如,为了符合 ISO9001 等 QA 标准),您将需要在具有更多 ADC 位、更高级的输入放大器和 NIST/NBS- 的示波器上花费更多的钱不时对其进行可追溯校准。您可能还需要购买一些用于实验室使用的精密校准参考。

相关:准确性与精度,https ://blog.minitab.com/en/real-world-quality-improvement/accuracy-vs-precision-whats-the-difference

您的 Scope 会告诉您 Vpeak 和 Vrms(均方根)。如果信号是纯正弦,则万用表给出的信号是真正的 rms,那么它应该给出与示波器相同的 rms 值。您的万用表也可能会根据它可以处理的频率给出错误的值。好的万用表是高达 1MHz 的真有效值。当您需要测量电源的初级部分时,请务必将电源置于安全变压器后面,或使用差分探头,以免造成短路并炸毁示波器或电源。