2021-02-15
作者：互联网
【原创】关于数字万用表的知识，汇聚在此处 2021-02-15-曹
Q1：精度、分辨率、显示位数，三者的关联与区别
A：
显示位数固定了显示数据的最大范围，也决定了万用表的分辨率。
若万用表显示数据为0~5999（在最大显示范围内），也就是6000个细分
分辨率=1/6000=0.167mV
如果为6V量程，那么精度=6V*（1/6000细分）±仪器误差=0.001V±仪器误差=1mV±仪器误差；
如果为60V量程，那么精度=60*（1/6000细分）±仪器误差=0.01V±仪器误差=10mV±仪器误差；
如果为600V量程，那么精度=600*（1/6000细分）±仪器误差=0.1V±仪器误差=100mV±仪器误差；
| 显示位数 | 最大显示范围 | 实际显示范围 | 万用表 |
| 4 | 0~9999 | 0~1999 | 3又1/2 |
| 4 | 0~9999 | 0~5999 | 3又5/6 |
综上所述：
精度=量程*分辨率±仪器误差。
分辨率 由 显示位数 决定；
精度是和量程、仪器误差 直接相关（万用表有多个量程），和显示位数间接相关（显示位数固定，则分辨率固定）；
精度相对于量程、仪器误差，才有意义。
再添加：
一般，数字万用表的精度都容易做的高。
特别的一点，数字万用表的各个挡位的精度是不一样的，通常手册给出的最高精度是 直流电压精度，算是基本精度，其他功能挡位误差更大。
目前业界最高的应该是8位半数字万用表，一般计量部门/实验室使用，工业开发使用6位半，绰绰有余
再添加（摘录下文）：
分辨率与准确度(精度)属于两个不同的概念。前者表征仪表的“灵敏性”，即对微小电压的“识别”能力；后者反映测量的“准确性”，即测量结果与真值的一致程度。二者无必然的联系，因此不能混为一谈，更不得将分辨率误以为是准确度。准确度取决于仪表内部 A/D 转换器、功能转换器的综合误差以及量化误差。
从测量角度看，分辨力是“虚”指标(与测量误差无关)，准确度才是“实”指标(它决定测量误差得大小)。因此，任意增加显示位数来提高仪表分辨力的方案不可取。（我差点认为，提高显示位数，准确度(精度)就提高了）
Q：怎么验证万用表准确度
A：用一个已知阻值的电阻来测量验证；用一个已知电压的电源来测量验证。
Q：我想问问，如何选取 数字万用表？关注哪些参数？
A：个人理解：3个关键参数=精度（测量精确度）+数字万用表位数（分辨率）+安全测试等级CAT（CAT I、CAT II 、CAT III 、CAT IV）
Q：数字万用表的输入阻抗对电路的影响？
A：
测量电压时，仪表应具有很高的输入阻抗，这样在测量过程中从被测电路中吸取的电流极少，不会影响被测电路或信号源的工作状态，能够减少测量误差。例如：3 1/2位手持式数字万用表的直流电压档输入电阻一般为 10μΩ。交流电压档受输入电容的影响，其输入阻抗一般低于直流电压档。
测量电流时，仪表应该具有很低的输入阻抗，这样接入被测电路后，可尽量减小仪表对被测电路的影响，但是在使用万用表电流档时，由于输入阻抗较小，所以较容易烧坏仪表
Q2：如何识别数字万用表的位数
A：
判断标准：2个原则
01：能够显示0~9数字的是整数位
02：分数位是以最高数字为分子，满量程时最高位数字为分母。
案例1：
显示数据范围0~1999
01：3个9，表示有3位是能够显示数字0~9
02：分子/分母=1(取1999的第一位，数字1)/2(满量程2000，取第一位数字2)=1/2
综上所述：该万用表是 3又1/2位数字万用表
案例2：
显示数据范围0~5999(我购买的万用表UT890C+)
01：3个9，表示有3位是能够显示数字0~9
02：分子/分母=5(取5999的第一位，数字5)/6(满量程6000，取第一位数字6)=5/6
综上所述：该万用表是 3又5/6位数字万用表
Q：万用表的探头选件有哪些？
A：大多数万用表都配有至少一组探头，有些还配有更多。
最常用的是测试探头。测试探头的末端形似细笔尖，可以“探入”电路中的狭小空间进行测量，或穿过电线的绝缘层。虽然测试探头是万用表提供的常用探头，但还有许多其他类型，每种探头都有相应的最佳用途，具体取决于应用。其他一些类型包括：
爪钩、鳄鱼夹、铲形接线片、表笔夹
Q：万用表的安全等级
A：（我使用的万用表是 CATII 1000V/CATIII 600V）
/**************************************************************************************************************************************************************************************************/
原文如下：
链接：https://www.digikey.cn/zh/blog/what-are-multimeter-cat-safety-ratings
根据国际电工委员会 (IEC) 的规定，万用表制造商的所有产品都必须遵循安全测试准则，以确保每台设备均达到或超过要求的等级。采取这些措施是为了保护用户，使其免受意外电击而导致死亡。
根据待测量的负载类型，共分为四个等级。
| CAT I | 电子设备 | 从小型电路板到大型高压低能耗设备 |
| CAT II | 单相交流负载 | 电器或便携式工具 |
| CAT III | 三相配电 | 大型建筑照明系统和多相电机 |
| CAT IV | 连接市电的三相设备或室外供电线路 | 电表、室外输电线路、所有低压高能耗设备 |
IEC 针对这四个等级分别规定了不同的瞬态测试准则。
| 测量类别 | 工作电压 | 瞬态电压 | 测试源（阻抗） |
| CAT I | 150 V | 800 V | 30 Ω |
| CAT I | 300 V | 1500 V | 30 Ω |
| CAT I | 600 V | 2500 V | 30 Ω |
| CAT I | 1000 V | 4000 V | 30 Ω |
| CAT II | 150 V | 1500 V | 12 Ω |
| CAT II | 300 V | 2500 V | 12 Ω |
| CAT II | 600 V | 4000 V | 12 Ω |
| CAT II | 1000 V | 6000 V | 12 Ω |
| CAT III | 150 V | 2500 V | 2 Ω |
| CAT III | 300 V | 4000 V | 2 Ω |
| CAT III | 600 V | 6000 V | 2 Ω |
| CAT III | 1000 V | 8000 V | 2 Ω |
| CAT IV | 150 V | 4000 V | 2 Ω |
| CAT IV | 300 V | 6000 V | 2 Ω |
| CAT IV | 600 V | 8000 V | 2 Ω |
| CAT IV | 1000 V | 12000 V | 2 Ω |
若分别计算工作电压和瞬态电压对应的电流，扩展后的结果如下表所示。由此可知，即便两个 CAT 等级的工作电压相同，也不代表二者完全等同。
| 测量类别 | 工作电压 | 瞬态电压 | 测试源（阻抗） | 工作电流 | 瞬态电流 |
| CAT I | 150 V | 800 V | 30 Ω | 5 A | 26.6 A |
| CAT I | 300 V | 1500 V | 30 Ω | 10 A | 50 A |
| CAT I | 600 V | 2500 V | 30 Ω | 20 A | 83.3 A |
| CAT I | 1000 V | 4000 V | 30 Ω | 33.3 A | 133.3 A |
| CAT II | 150 V | 1500 V | 12 Ω | 12.5 A | 125 A |
| CAT II | 300 V | 2500 V | 12 Ω | 25 A | 208.3 A |
| CAT II | 600 V | 4000 V | 12 Ω | 50 A | 333.3 A |
| CAT II | 1000 V | 6000 V | 12 Ω | 83.3 A | 500 A |
| CAT III | 150 V | 2500 V | 2 Ω | 75 A | 1250 A |
| CAT III | 300 V | 4000 V | 2 Ω | 150 A | 2000 A |
| CAT III | 600 V | 6000 V | 2 Ω | 300 A | 3000 A |
| CAT III | 1000 V | 8000 V | 2 Ω | 500 A | 4000 A |
| CAT IV | 150 V | 4000 V | 2 Ω | 75 A | 2000 A |
| CAT IV | 300 V | 6000 V | 2 Ω | 150 A | 3000 A |
| CAT IV | 600 V | 8000 V | 2 Ω | 300 A | 4000 A |
| CAT IV | 1000 V | 12000 V | 2 Ω | 500 A | 6000 A |
以 CAT III 600 V 与 CAT II 1000 V 为例，由上表可知，额定工作电压较高并不表示更安全。
除非在万用表外壳上或其规格书中找到对应的 CAT 等级，否则就无法确定其等级。不过请记住，如有疑问，采用更高等级的保护始终更为稳妥。
关于此作者
Ashley Awalt 是一名应用工程技术人员，自 2011 年以来一直在 Digi-Key Electronics 工作。她通过 Digi-Key 奖学金计划获得了北国社区技术学院电子技术和自动化系的应用科学副学士学位。其目前的职责是协助创建独特的技术项目，记录流程并最终参与项目视频媒体报道的制作。
/**************************************************************************************************************************************************************************************************/
2021-02-15-曹-不错的文章，赞一个，精华已经被提取。
原文名称：关于精度和分辨率的区别
链接：
理解了，也就很好记忆的。。。
简单点说，“精度”是用来描述物理量的准确程度的，而“分辨率”是用来描述刻度划分的。
从定义上看，这两个量应该是风马牛不相及的。（是不是有朋友感到愕然^_^）。很多卖传感器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。简单做个比喻：有这么一把常见的塑料尺（中学生用的那种），它的量程是10厘米，上面有100个刻度，最小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米，或者量程的1%；而它的实际精度就不得而知了（算是0.1毫米吧）。当我们用火来烤一下它，并且把它拉长一段，然后再考察一下它。我们不难发现，它还有有100个刻度，它的“分辨率”还是1毫米，跟原来一样！然而，您还会认为它的精度还是原来的0.1毫米么？
回到电子技术上，我们考察一个常用的数字温度传感器：AD7416。
供应商只是大肆宣扬它有10位的AD，分辨率是1/1024(准确来说1/1023)(因为差别不是很大，所以区分较少！)。
那么，很多人就会这么欣喜：哇塞，如果测量温度0-100摄氏度，100/1024……约等于0.098摄氏度！这么高的精度，足够用了。但是我们去浏览一下AD7416的数据手册，居然发现里面赫然写着：测量精度0.25摄氏度！所以说分辨率跟精度完全是两回事，在这个温度传感器里，只要你愿意，你甚至可以用一个14位的AD，获得1/16384的分辨率，但是测量值的精度还是0.25摄氏度^_
/**************************************************************************************************************************************************************************************************/
2021-02-15-曹-不错的文章，赞一个，精华已经被提取。
原文名称：数字万用表性能指标介绍
链接：
【图】万用表的准确度等级_万用表等级和精度的区别
二、万用表等级和精度相同吗？
万用表的等级和精度是一回事吗？计算最大相对误差时只知道精度怎么计算？
测量数据准确度的等级，称为“精度等级”，用正负误差的百分数来表示。
例如，2.5级，表示其误差率为2.5% 。万用表的各档，精度等级往往不同，例如直流档和欧姆档是土1.5级，交流档就可能是土3.0级，在表的刻度盘上有标注。
三、怎么验证万用表准确度
用一个已知阻值的电阻来测量验证；用一个已知电压的电源来测量验证。
四、为什么万用表的精度叫4位半或3位半？
这是精度的区别。
4又2分之1的表比3又2分之1的精度高一个数量级。
举例：
对于要测量的数值，4位半的表，能显示出1.9999的值，这样分辨率就是0.0001；但3位半的表只能给你显示1.999的值，分辨率是0.001。
当然了，也要看是否需要这么高的精度，毕竟价格是差不少的。
五、 数字万用表各指标含义：准确度(精度)分辨力(分辨率)测量范围
3又1/2描述数字万用表的什么指标啊？表示什么含义？
所说的3又1/2数字万用表能显示0000-1999 第一位数只能显示1或0 ，
3代表个位、十位、百位可以显示0-9的数字，1/2代表千位只能显示0和1。 读作“三位半”。这类袖珍数字万用表有DT830A、DT830C、DT890D等。
数字万用表的显示位数通常为 3 1/2 位～8 1/2 位。判定数字仪表的显示位数有两条原则：其一是，能显示从0－9中所有数字的位数是整位数；其二是，分数位的数值是以最大显示值中最高位数字为分子，用满 量程时计数值为2000 ，这表明该仪表有3个整数位，而分数位的分子是1，分母是2 ，故称之为3 1/2 位，读作“三位半”，其最高位只能显示 0 或1(0 通常不显示)。3 2/3 位(读作“三又三分之二位”)数字万用表的最高位只能显示0～2的数字，故最大显示值为±2999 。在同样情况下，它要比3 1/2 位的数字万用表的量限高50％，尤其在测量380V 的交流电压是很有价值。
例如，在用数字万用表测量电网电压时，普通3 1/2 位数字万用表的最高位只能是0或1，若要测量220V 或 380V 电网电压，只能用三位显示，该档的分辨率仅为 1V 。相比之下，用 3 3/4 位的数字万用表来测量电网电压，最高位可以显示 0～3 ，这样可以四位显示，分辨率为 0.1V ，这与 4 1/2 位的数字万用表分辨力相同。
普及型数字万用表一般属于3 1/2 位显示的手持式万用表，4 1/2 ，5 1/2位(6位以下)数字万用表分为手持式、台式两种。6 1/2 位以上大多属于台式数字万用表。
数字万用表采用先进的数显技术，显示清晰直观、读书准确。它既能保证了读数的客观性，又符合人们的读数习惯，能够缩短读数或记录时间。这些优点是传统的模拟式(即指针式)万用表所不具备的。
准确度(精度)
数字万用表的准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。它表示测量值与真值的一致程度，也反映测量误差的大小。一般讲准确度愈高，测量误差就愈小，反之亦然。
准确度有三种表达方式，分别如下：
准确度＝±(a ％ RDG + b％ FS ) ( 2.2.1 )
准确度＝±(a ％ RDG +n个字) ( 2.2.2 )
准确度＝±(a ％ RDG + b％ FS + n个字) ( 2.2.3 )
式( 2.2.1 )中， RDG 为读数值(即显示值)， FS 表示满度值，括弧中前一项代表 A/D 转换器和功能转换器(例如分压器、分流器、真有效值转换器)的综合误差，后一项是由于数字化处理而带来的误差。式( 2.2.2 )中， n 是量化误差反映在末位数字上的变化量，若把 n 个字的误差折合成满量程的百分数，即变成式( 2.2.1 )。式( 2.2.3 )比较特殊，有些厂家用此种表达方式，后两项中有一项表示其它环境或功能引入的误差。
数字万用表的准确度远优于模拟指针万用表。以测量直流电压的基本量程的准确度指标为例， 3 位半可达到± 0.5 ％， 4 位半可达到 0.03 ％等。例如： OI857 和 OI859CF 万用表。万用表的准确度是一个很重要的指标，它反映万用表的质量和工艺能力，准确度差的万用表很难表达出真实的值，容易引起测量上的误判。
分辨力(分辨率)
数字万用表在最低电压量程上末位1个字所对应的电压值，称作分辨力，它反映出仪表灵敏度的高低。数字数字仪表的分辨力随显示位数的增加而提高。不同位数的数字万用表所能达到的最高分辨力指标不同，例如： 3 1/2位的万用表100μV 。
数字万用表的分辨力指标亦可用分辨率来显示。分辨率是指仪表能显示的最小数字(零除外)与最大数字的百分比。例如，一般3 1/2位数字万用表可显示的最小数字为1，最大数字可为1999 ，故分辨率等于 1/1999≈0.05％。
需要指出，分辨率与准确度属于两个不同的概念。前者表征仪表的“灵敏性”，即对微小电压的“识别”能力；后者反映测量的“准确性”，即测量结果与真值的一 致程度。二者无必然的联系，因此不能混为一谈，更不得将分辨力(或分辨率)误以为是类似于准确度则取决于仪表内部 A/D 转换器、功能转换器得综合误差以及量化误差。从测量角度看，分辨力是“虚”指标(与测量误差无关)，准确度才是“实”指标(它决定测量误差得大小)。因 此，任意增加显示位数来提高仪表分辨力得方案是不可取得。
测量范围
在多功能数字万用表中，不同功能均有其对应得可以测量得最大值和最小值。例如： 4 1/2位万用表，直流电压档的测试范围是 0.01mV ～ 1000V 。
测量速率
数字万用表每秒钟对被测电量的测量次数叫测量速率，其单位是“次/s”。它主要取决于 A/D 转换器的转换速率。有的手持式数字万用表用测量周期来表示测量的快慢。完成一次测量过程所需要的时间叫测量周期。
测量速率与准确度指标存在着矛盾，通常是准确度愈高，测量速率愈低，二者难以兼顾。解决这一矛盾可在同一块万用表设置不同的显示位数或设置测量速度转换开 关：增设快速测量档，该档用于测量速率较快的 A/D 转换器；通过降低显示位数来大幅度提高测量速率，此法目前应用的比较普通，可满足不同用户对测量速率的需要。
输入阻抗
测量电压时，仪表应具有很高的输入阻抗，这样在测量过程中从被测电路中吸取的电流极少，不会影响被测电路或信号源的工作状态，能够减少测量误差。例如：3 1/2位手持式数字万用表的直流电压档输入电阻一般为 10μΩ。交流电压档受输入电容的影响，其输入阻抗一般低于直流电压档。
测量电流时，仪表应该具有很低的输入阻抗，这样接入被测电路后，可尽量减小仪表对被测电路的影响，但是在使用万用表电流档时，由于输入阻抗较小，所以较容易烧坏仪表
/**************************************************************************************************************************************************************************************************/
标签：02,15,数字,测量,CAT,准确度,2021,万用表,精度 来源： https://blog.csdn.net/caozhaokun/article/details/113820385