数字万用表通过数字显示测量结果,其核心是理解位数、分辨率及精度的含义,这些直接决定了读数的解读方式。
一、位数与分辨率:显示的细节能力
数字万用表的屏幕位数代表测量分辨率(可量化的最小细节),位数越多,分辨率越高。
半位的特殊含义:半位是最高有效位,只能显示 “0” 或 “1”。例如:
3½ 位万用表:最大显示 “1999”,对应 2000 个分辨率计数;
4½ 位万用表:最大显示 “19999”,对应 20000 个分辨率计数;
台式万用表常为 5½ 位、6½ 位,甚至 8½ 位(高性能型号,用于计量实验室)。
分辨率计算:分辨率 = 量程 ÷ 计数总数。例如,在 1V 量程下,6½ 位万用表(计数 1999999)的分辨率为 1V÷2000000=500nV,即最后一位数字代表 500nV。
二、精度与分辨率的区别
分辨率:衡量显示的细节程度(如 6½ 位在 1V 量程下能区分 500nV 的差异);
精度:衡量测量值与真实值的接近程度(如某万用表精度为 ±0.01%,表示读数与真实值的偏差在该范围内)。
两者无直接关联,例如高分辨率的 6½ 位表若精度差,其读数可信度未必高于精度好的 5½ 位表。
三、测量速度对分辨率的影响
测量速度(ADC 采样速率)与分辨率存在权衡:
速度越快,分辨率可能越低(快速采样难以捕捉细微变化);
高精度测量需降低速度以保证分辨率。
例如,是德科技 34470A 7½ 位万用表在高速模式下,分辨率会低于慢速模式。
四、读数解读示例
以 6½ 位万用表在 1V 量程下显示 “1.234568” 为例:
总计数为 2000000,分辨率为 500nV;
读数中最后一位 “8” 代表 8×500nV=4μV;
结合精度指标(如 ±0.002%),可确定真实值的范围。
总之,读取数字万用表结果时,需先明确位数对应的分辨率,再结合精度指标判断读数可信度,同时注意测量速度对结果细节的影响。
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