La précision d'un multimètre numérique (DMM) est une mesure centrale de la proximité de ses mesures avec la valeur réelle, influencée par plusieurs facteurs. L'analyse suivante s'articule autour de quatre dimensions: conception matérielle, environnement externe, spécifications opérationnelles et étalonnage de maintenance:

I. impact de la conception du matériel et des processus de fabrication

1. Performance des composants de base

- Convertisseur analogique - numérique (ADC) Caractéristiques

Le nombre de bits de l'ADC détermine directement la résolution, par exemple, la résolution théorique de l'ADC 24 bits peut atteindre 1 / 16 777 216, mais la vitesse de conversion doit être évaluée par rapport à la capacité de suppression du bruit dans les applications pratiques. Les ADC de haute précision utilisent généralement une architecture Δ - Σ, associée à une technologie de suréchantillonnage pour réduire le bruit de quantification.

- stabilité de la source de référence

Le coefficient de température (TC) de la tension de référence interne est crucial, les produits de haute qualité utilisent une Diode Zener de type complément de température ou une source de référence Bandgap, de sorte que la dérive de température est contrôlée à ± (1 × 10⁻⁶ / ℃). Par exemple, la puce de référence dédiée utilisée par le fluke 8846a peut atteindre une stabilité annuelle de ± 00002%.

- optimisation du circuit frontal

Le choix de l'amplificateur opérationnel de l'étage d'entrée influe sur le rapport d'inhibition de l'impédance d'entrée au mode commun (CMRR). Le transport d'entrée FET de précision peut réduire le courant de polarisation d'entrée au niveau PA, en combinaison avec la technologie d'entraînement blindée pour éliminer l'effet capacitif du câble.

2. Conception de mise en page et de mise à la terre de PCB

- politique d'isolation de partition

La zone numérique est strictement séparée de la zone analogique, la couche d'alimentation est stratifiée par rapport au plan de masse et les lignes de signal critiques utilisent des lignes différentielles à marche inverse.

- Optimisation de la superposition de plaques multicouches

La capacité de filtrage haute fréquence est placée sur la broche IC et un réseau de filtrage LC de type π est installé à l'entrée de l'alimentation. Pour les mesures de signaux faibles de l'ordre du µv, on utilise même un substrat céramique pour réduire l'effet d'absorption diélectrique.

II. Contraintes des conditions environnementales extérieures

1. Effet de fluctuation de température

- mécanisme de compensation de dérive thermique

Lorsque la température de fonctionnement dépasse la plage (23 ± 5) ℃, chaque augmentation de 1 ℃, le multimètre typique génère une erreur de lecture supplémentaire de 00005%. Certains modèles sont équipés d'une matrice de thermistances PTC intégrée, associée à un algorithme logiciel pour la compensation non linéaire. L'expérience a montré que l'augmentation de l'erreur de l'appareil après compensation dans la gamme - 10 ~ 50 ℃ peut être contrôlée à 0002% près.

- contrôle local des points chauds

Le fonctionnement à pleine charge pendant une longue période entraînera la chaleur du transformateur, du pont redresseur, et le temps de travail continu recommandé ne dépasse pas 8 heures. Si nécessaire, ajoutez un ventilateur de dissipation de chaleur pour maintenir la différence de température interne < 3 ℃.

2. Défis de compatibilité électromagnétique

- inhibition des perturbations par conduction

L'anneau magnétique chargé sur le port d'alimentation filtre le bruit à haute fréquence, l'interface USB / RS232 est configurée avec des billes magnétiques en ferrite. Les données de mesure montrent que les appels téléphoniques à proximité lorsqu'ils ne sont pas protégés donnent ± 2 battements de comptage à la mesure AC.

- protection contre le couplage radiatif

Lors de la mesure de circuits à haute résistance, le corps humain se trouve à proximité de ce qui pourrait introduire des perturbations de plusieurs centaines de Hz. La solution consiste à utiliser des pinces de blindage, à raccourcir la longueur des cordons de test et à activer le mode de moyenne (n échantillons sont moyennés).

Iii. Contrôle des variables humaines pour les spécifications opérationnelles

1. Principe de sélection de la gamme

- la loi du meilleur match

Lorsque la tension à mesurer est dans l'intervalle 1 / 3 ~ 2 / 3 de l'échelle actuelle, l'erreur relative est minimale. Par exemple, pour mesurer une batterie de 1,2 V, choisissez une plage de 2 v par rapport à la plage de 20 V pour obtenir une perte de nombre de bits efficace plus faible. La commutation automatique de l'échelle est pratique, mais des sauts de vitesse répétés peuvent se produire près du point de basculement, lorsque le verrouillage manuel est plus fiable.

- mécanisme de protection contre les surcharges

Le mauvais branchement de la haute tension peut provoquer la fusion du fusible ou même brûler la résistance de tension partielle. Les produits réguliers sont tous dotés d'une double protection: pince de Diode inhibitrice transitoire + assurance auto - récupération PTC. L'utilisation quotidienne doit prendre l'habitude d'estimer avant d'accéder.

2. Gestion des accessoires d'essai

- qualité de contact de la sonde

Une prise banane fortement oxydée augmente la résistance de contact jusqu'au niveau Ω, provoquant une atténuation sévère du signal de niveau millivolt. Il est recommandé d'essuyer les contacts dorés avec du coton alcoolisé tous les mois et de remplacer les lames de ressort vieillissantes chaque année.

- correction de perte de ligne d'essai

Le paramètre de distribution de la ligne de test standard est de l'ordre de 0,05 µh / M + 100 PF / M et une Cavité résonnante se forme dans la bande MHz. Un câble coaxial à faible perte doit être choisi pour la mesure de précision et compensé par la longueur de ligne réelle saisie dans le menu.

Iv. Système périodique d’étalonnage et de traçabilité

1. Exigences de transmission de la chaîne de mesure

- système d'étalonnage à trois niveaux

① école primaire en usine: utilisez le calibrateur multifonction fluke 5720a, tracez la référence nationale;

② vérification du cycle: envoyé chaque année à l'Académie provinciale de métrologie, conformément à la procédure JJG (industrie militaire) 117 - 201x;

③ vérification sur place: chaque semaine avec la source de résistance / tension standard pour faire une vérification rapide, enregistrer les données brutes pour la vérification.

- modèle d'évaluation de l'incertitude

L'incertitude standard synthétique, où U ₁ provient de l'incertitude étendue du critère supérieur et u ₂ est l'écart type introduit par la répétabilité. La valeur UC du multimètre de qualité industrielle typique est d'environ 0005% ~ 0,01%.

2. Surveillance de la stabilité à long terme

- analyse des tendances des données historiques

Construire une base de données pour enregistrer les paramètres clés de chaque étalonnage, tracer la courbe de dérive annuelle. Si vous constatez qu'un indicateur a dépassé trois fois de suite, lancez immédiatement une procédure de maintenance préventive.

- prédiction de la durée de vie des composants clés

La durée de vie de la capacité électrolytique est d'environ 5 ~ 8 ans, une augmentation de l'esr se produira avant l'expiration. Le changement de capacité peut être détecté par le compteur LCR, préparez les pièces de rechange à l'avance.