指针式万用表的精度与灵敏度

精度和灵敏度是指针式万用表的两个重要技术指标，初学者很容易把它们混淆，为此，本文从应用的角度阐述电工测量仪表的精度与灵敏度的含意，以期帮助初学者正确地选择和使用万用表。

各种电工测量仪表，不论制造工艺如何先进，档次有多高，它的测量结果与被测量的实际值之间，总是存在一定的差值，这种差值称为仪表误差。仪表误差值的大小反映了仪表本身的准确程度，称为精度。显然，仪表的精度越高，误差就越小。

仪表误差的表达形式有三种，即：绝对误差、相对误差和引用误差。分别叙述如下。

（1）绝对误差：仪表指示值A\(_{x}\)与被测量的实际值Ao的差值，叫做绝对误差，用Δ表示，即

在计算绝对误差Δ值时，一般用标准表测量的数值作为实际值A\(_{o}\)。

（2）相对误差：绝对误差Δ与被测量的实际值此比值的百分数，叫做相对误差，用γ表示，即

（3）引用误差：绝对误差Δ与仪表最大读数（测量上限值)A\(_{m}\)比值的百分数，叫做引用误差或满度相对误差，用γm表示，即

由于在测量时，很难用绝对误差来判断测量结果的准确程度，因此，在实际测量中，通常采用相对误差来比较和衡量测量结果的准确程度。但是，每只仪表在标度尺的各个不同部位的相对误差是不相同的，而且变化很大，它不能全面反映仪表本身的准确程度。所以，仪表的准确程度——精度都是用引用误差γ\(_{m}\)来表示。这是由于仪表的测量上限值Am是一个常数，绝对误差Δ值又大体保持不变，因而引用误差就是仪表的基本误差，只有它才能代表仪表的精度。

根据国家标准GB776－76的规定，电工仪表的精度等级分为七级，它们与引用误差的关系列于表1中。

表1

精度等级在万用表度盘上的表示形式及意义参见表2。

通常精度为0.1、0.2组的仪表作为标准仪表或用于精密测量；0.5、1.0级为电气工作实验用。万用表的精度范围在1.0～2.5级。1.0～1.5级为高精度万用表（如MF18、MF12等），价格相应较高；一般万用表多为2.5级（如MF30）。

灵敏度是表示仪表对微弱能量作出反应程度大小的技术指标。由于驱动仪表测量机构偏转的能量是取自被测电路中的电流，所以，如果仪表指针较大幅度的偏转而用了较小的能量，它的灵敏度也就较高。

万用表的灵敏度可分为直流电压灵敏度、交流电压灵敏度和表头灵敏度三个指标。其中直流电压灵敏度是主要指标。交流电压灵敏度由于表路设计因素，一般低于直流电压灵敏度。它们被分别以每伏多少欧（Ω／V）标印在表度盘上，使我们一目了然。表头灵敏度是表明表头的满度电流值，还包括表头内阻和线性两个指标，是计算表路的依据，同时也决定着整个万用表的电压灵敏度；其中表头内阻是指表针动圈和上、下两组游丝电阻值之和；线性是指通过表头的电流强度与表针偏转幅度相互一致性的程度，作为表盘刻度绘制的依据。本文重点介绍万用表的直流电压灵敏度。

大家知道，电压表作测量时，是与被测两点间并联的，由于电压表内阻的存在，就相当于在被测两点间并联了一只电阻，使被测两点间总阻抗降低；又加上它对电路的分流作用，使测得的电压值比实际值偏低。因此，在作电压测量时，要求万用表有较大的内阻（即灵敏度Ω／V数要高），以减小这种误差。

例如，MF30型万用表直流电压挡的各量程为0～1～5～25～100～500V，度盘上标有20000Ω／V，则1V量程内阻为2kΩ×1=20kΩ；5V量程内阻为2kΩ×5＝100kΩ，以此类推。

在实际中，我们把万用表电压量程的内阻看成一只电阻，利用其分流作用，应用于检修之中，十分方便。

一台世界牌701-1型晶体管收音机，开机瞬间声音正常，但马上就消失。无论收听哪一个电台都是如此，如果重新开机一次，这个过程就重复一次。先按常规检查，均无效果。在检测变频管发射极电压时，试将MF30型万用表5V直流电压挡并联在变频管上偏流电阻R1（22k）两端，这时收音机突然发音正常。判断R1阻值变大，焊下测量，并无变值，那么，当万用表并联于R1之后，其阻值变为：\(\frac{（R1）×（仪表内阻）100}{22+100}\)=18kΩ；用一只18kΩ电阻焊在原位置，故障排除。这是一种瞬间停振故障，究其原因，是由于变频管在使用中β值逐渐变小所致。在开机瞬间，各级尚未正式工作（特别是功放级，工作电流较大），变频管由于β值变小，在电池电压较足的情况下，能够产生振荡，待功放级刚一开始工作，电池电压便下降，其集电极电流相应减小，不能维持振荡，于是声音消失。当重新开机时，这个过程就重复一次。

一台海燕HB44－4型17英寸黑白电视机，出现无光有声，关机又出现亮点的故障。按常规检查后，各相关电路工作基本正常。检查加速极电压极微（正常120V）。由电路图上看到，加速极电压由一只限流电阻7R20（100Ω）、一只整流二极管7D7和一只滤波电容7C20，将变压器②头上的脉冲电压经整流滤波后供给。是变压器②头绕组断路，还是7D7、7R20和7C20变质？这时还未关机，遂用MF30型万用表交流电压100V挡（内阻500kΩ），先并联于7R20两端，以判断其是否变值。并联后试关机，故障有所改善，于是断定7R20已经变质，焊下测量，果然用值变为300kΩ，难怪加速极几乎没有电压！换一只100Ω电阻，故障排除。由于加速极供电限流电阻7R20阻值变大，流过的电流便减小，使加速极电压极微，而导致显像管无光。这是因为关机后控制栅的负电压消失较快，而高压消失较慢，又因阴极的热惰性，关机后仍能发射电子，被阳极吸收，所以形成亮点。当万用表并联于7R20之后，其阻值变为\(\frac{（7R20变质）300×（内阻）500}{300+500}\)=187.5kΩ，这个阻值比变质后的7R20阻值减小了将近一半，流过的电流相应大了一点，使关机时故障现象有所改善，这就证实7R20变质；如果7R20良好，则并联了万用表的内阻后，其阻值变为0.1×500;0.1+500=99.98kΩ≈100Ω，并联后对电路影响不大，这时就要关机对其余元件作检查。这样就减少一次“关机→拆掉所怀疑元件→检测判断→开机观察”的过程，使怀疑拆卸检测变为在路判断检测，减少了拆卸元器件过程所用的时间。使检修速度加快。（郑玉科）