航天測控七位半數(shù)字萬用表用在哪里

如下表所示是各位數(shù)萬用表常用應(yīng)用方向，當(dāng)五位或者六位萬用表的分辨力跟精度不夠的時(shí)候，我們就需要七位半甚至八位半萬用表。

一、鋰電池OCV測試

隨著鋰電池生產(chǎn)工藝的持續(xù)精進(jìn)，電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)電芯一致性測試（OCV測試）的精度要求愈發(fā)嚴(yán)苛，誤差范圍已收緊至±0.1mV以內(nèi)。在此背景下，我們有必要對(duì)六位半萬用表與七位半萬用表能否滿足這一高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一番探究。以鋰離子電池為例，其充滿電時(shí)的電壓通常處于4.2V至4.4V區(qū)間。為便于計(jì)算，我們暫取5V作為參考值。以六位半萬用表為例，其10V檔位的年精度規(guī)格為±(讀數(shù)×0.0035%+量程×0.0005%)?；诖藚?shù)，當(dāng)該萬用表讀數(shù)為5V時(shí)，其誤差范圍計(jì)算如下：
±(5×0.0035%+10×0.0005%)=
±(0.175mV+0.05mV)=±0.225mV。由此可見，六位半萬用表在5V讀數(shù)下的誤差范圍已超出新工藝下電芯OCV測試所要求的±0.1mV閾值，難以滿足當(dāng)前的測試精度需求。再來看七位半萬用表，以AMC93200臺(tái)式七位半數(shù)字多用表為例，計(jì)算5V時(shí)的誤差范圍。萬用表10V檔的年精度為±(讀數(shù)0.0014%+量程0.0002%)，5V時(shí)的誤差范圍為：
±(5*0.0014%+10*0.0002%)=
±(0.07mV+0.02mV)=±0.09mV。滿足測試精度要求。在OCV（開路電壓）測試中，靜置時(shí)間是指電池在充放電或負(fù)載變化后，完全斷開外部電路并保持零電流狀態(tài)，等待其電壓穩(wěn)定至真實(shí)開路電壓所需的最小時(shí)間。但是萬用表的分辨力和精度限制了最小靜置時(shí)間，根據(jù)下表可以看到七位半萬用表的靜置時(shí)間遠(yuǎn)小于六位半萬用表但是他的精度。

根據(jù)以上條件，我們可以的得知六位半萬用表無法當(dāng)前的測試精度需求，同時(shí)七位半萬用表更優(yōu)的最少靜置時(shí)間T，以及八位半萬用表的精度遠(yuǎn)超過需求但是卻需要五倍以上的成本，考慮到性價(jià)比，所以選擇七位半萬用表來完成測試。

二、精度溫度傳感器測試

PT100作為0℃時(shí)阻值為100歐姆的鉑電阻溫度傳感器，憑借其高精度特性，成為工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的溫度傳感器之一。在0℃條件下，某廠家生產(chǎn)的工業(yè)用PT100存在±0.066℃的固有誤差。若您的應(yīng)用場景對(duì)0℃時(shí)的溫度測量精度要求在±0.1℃以內(nèi)，該型號(hào)PT100可滿足需求。然而，當(dāng)精度需求提升至±0.02℃時(shí)，建議選用二等及以上等級(jí)的PT100傳感器。例如，某型號(hào)PT100在0℃時(shí)的誤差范圍縮小至±0.012℃，結(jié)合萬用表的測量精度，可有效滿足高精度測試要求。如何估算萬用表測量PT100鉑電阻時(shí)引入的溫度誤差范圍？根據(jù)PT100鉑電阻的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，其溫度系數(shù)α值為+0.00392Ω/Ω/℃。通過萬用表的四線電阻測量功能，可測得PT100的實(shí)時(shí)電阻值R，并基于公式R=R?(1+αT)計(jì)算對(duì)應(yīng)溫度T。結(jié)合萬用表在100Ω量程下的測量精度，可推導(dǎo)出溫度測量誤差范圍（具體計(jì)算結(jié)果詳見下表）

通過上表數(shù)據(jù)可知，不同精度萬用表在測量PT100鉑電阻時(shí)，0℃溫度誤差存在顯著差異（此處分析不含PT100自身誤差）。具體來看，六位半萬用表測量時(shí)，0℃溫度誤差為±0.054℃。若結(jié)合工業(yè)級(jí)PT100自身±0.066℃的誤差，總誤差將達(dá)到±0.085℃。而采用七位半萬用表搭配相同PT100進(jìn)行測量，總誤差可控制在±0.071℃；若七位半萬用表搭配二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，總誤差則進(jìn)一步降低至±0.028℃。而八位及以上萬用表配合二等鉑電阻時(shí)，誤差可縮小至±0.012℃。需要強(qiáng)調(diào)的是，盡管電阻溫度檢測器（RTD）的線性度表現(xiàn)良好，但在利用萬用表進(jìn)行溫度測量時(shí)，仍需借助更為精準(zhǔn)的曲線擬合技術(shù)，才能將測得的電阻值準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換為溫度值。Callendar - Van Dusen方程雖曾長期用于RTD曲線的粗略估算，但如今已被更為精確的20次多項(xiàng)式所取代。因此，若想直接獲取精確的溫度值，萬用表必須具備PT100的溫度測量功能。根據(jù)上面數(shù)據(jù)我們可以得出結(jié)論，因?yàn)楣I(yè)用鉑電阻0℃的誤差為±0.066℃，七位半萬用表比較合適。同時(shí)二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻0℃的誤差為±0.012℃，需要八位萬用表，但在預(yù)算有限或±0.028℃的誤差已能滿足實(shí)際需求的情況下，七位半萬用表無疑更具性價(jià)比。