揭秘量程選擇的原理

　　在測量行業，量程是再熟悉不過的術語了。量程的選擇，首先應保護儀器在測試過程中不會降低其可靠性或被損壞;其次是降低測量誤差，提高測試結果可信度。測試時，選擇大于且最接近被測信號值的量程，是大家熟識共知的。

　　比如，測試220VAC市電信號，手上有一臺300V量程的萬用表跟一臺1000V量程的萬用表，毫無疑問，一定選擇300V量程的萬用表。

　　你或許知道這樣選擇可以降低測量誤差，但你是否知道這其中的原理呢?

　　這是因為選擇大于且最接近被測信號值的量程，可以降低不必要的滿量程誤差。

　　那這個滿量程誤差是什么呢?

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

　　表1 PA6000測量精度

　　假設選擇功率分析儀PA6000測試220VAC市電信號，其電壓量程如表2所示。

　　表2 電壓測量量程

　　當選用300V量程進行測試時，

　　滿量程誤差

　　0.04%量程=0.04%*300=0.12V

　　絕對誤差為

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

　　相對誤差為

　　0.164/220*100%=0.0745%

　　當選用1000V量程進行測試時，

　　滿量程誤差

　　0.04%量程=0.04%*1000=0.4V

　　絕對誤差

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

　　相對誤差

　　0.444/220*100%=0.2018%

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

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