Analýza chyb měření napětí digitálními multimetry a analogovými (ukazatelnými) multimetry
Pokud je měřeným napětím síťová elektřina, tedy střídavý proud o frekvenci 50Hz a oba multimetry jsou kvalifikované, může to pouze indikovat, že vnitřní odpor měřeného napětí je příliš vysoký. Při stejné frekvenci je největším faktorem ovlivňujícím výsledky měření napětí analogového (ukazovátka) multimetru a digitálního multimetru rozdíl ve vnitřním odporu, který je poměrně velký a není ve stejné velikosti. Když je vnitřní odpor měřeného napětí malý, rozdíl není patrný. Když je vnitřní odpor měřeného napětí velký, výsledky měření se budou značně lišit.
V tomto případě je možné, že naměřené napětí není skutečné napájecí vedení 220V pod napětím, nebo se jedná o napětí naměřené po průchodu živého vodiče nějakým druhem elektrického spotřebiče, nebo se jedná o napětí svodového pláště elektrického spotřebiče.
Pomineme-li výše uvedené možnosti, může to pouze indikovat, že jeden ze dvou multimetrů je nepřesný a je třeba jej opravit a zkalibrovat.
Když dojde k chybě v měření napětí, musíte nejprve zjistit, jaká je frekvence měřeného střídavého napětí v Hz? Je toto napětí čistá sinusovka?
U různých multimetrů, které jsou v současné době na trhu, jejich návody k použití uvádějí rozsah frekvenční odezvy a průběh střídavého proudu multimetru při měření střídavého napětí. U různých běžných digitálních multimetrů je jejich frekvenční odezva obecně 40-1000 Hz a je vyžadována sinusovka (se stupněm zkreslení menším nebo rovným 1 %). Přesnost měření měřeného střídavého napětí mimo výše uvedený rozsah není zaručena. Důvodem je to, že konverzní obvody AC/DC (střídavý/stejnosměrný proud) ve většině digitálních multimetrů jsou v zásadě navrženy pomocí nízkovýkonového duálního operačního zesilovače TL062. GBW (gain bandwidth product) tohoto operačního zesilovače je omezený, takže digitální multimetry neumí měřit vysokofrekvenční střídavá napětí (samozřejmě to souvisí i s tím, zda mají napěťové dělicí odpory multimetru kompenzaci).
Pokud jde o obecné analogové (ukazovací) multimetry (které byly poprvé vynalezeny Američany a mají historii 100 let), jejich vnitřní struktura je poměrně jednoduchá. Uvnitř je jen vysokocitlivá měřicí hlava + diodový usměrňovač + dělicí odpory napětí (pro zlepšení citlivosti několik analogových multimetrů přidává mezi měřicí hlavu a napěťové dělící odpory AC zesilovač složený z operačního zesilovače). Proto přesnost měření tohoto druhu starého a levného multimetru jednoduše nelze srovnávat s přesností digitálních multimetrů. Obecně platí, že napěťové dělicí odpory tohoto typu multimetru nemají kapacitní kompenzaci, takže jejich frekvenční odezva je obecně 40-400 Hz.
Pokud je rozdíl v měření stejného střídavého napětí mezi dvěma multimetry desítky voltů, musíte nejprve zkontrolovat jejich sítě s rozdělovacím odporem napětí, abyste zjistili, zda se hodnota některého odporu nezměnila. Pokud je vše v pořádku, u analogového multimetru můžete také zkontrolovat, zda ukazatel jeho měřicí hlavy může ukazovat do nulové polohy. U digitálního multimetru můžete zkontrolovat, zda není uvolněný kalibrační potenciometr jeho rozsahu střídavého napětí.
Mimochodem, pokud chcete přesně měřit střídavé napětí jakéhokoli tvaru vlny, doporučuje se zakoupit multimetr TRMS (true root mean square). Tento druh multimetru dokáže přesně měřit střídavé napětí různých průběhů, jako jsou sinusové vlny, trojúhelníkové vlny a obdélníkové vlny, a nemá nic společného se stupněm zkreslení.
