मल्टीमीटर रेंज चयन और माप त्रुटि का विस्तृत विवरण

मल्टीमीटर रेंज चयन और माप त्रुटि का विस्तृत विवरण

मल्टीमीटर से मापते समय कुछ त्रुटियाँ होंगी। इनमें से कुछ त्रुटियाँ उपकरण के सटीकता स्तर द्वारा अनुमत अधिकतम निरपेक्ष त्रुटियाँ हैं। कुछ मानवीय त्रुटियाँ अनुचित समायोजन और उपयोग के कारण होती हैं। यदि आप मल्टीमीटर की विशेषताओं और माप त्रुटियों के कारणों को सही ढंग से समझते हैं, और सही माप तकनीकों और विधियों में महारत हासिल करते हैं, तो आप माप त्रुटियों को कम कर सकते हैं।

मानव रीडिंग त्रुटि माप सटीकता को प्रभावित करने वाले कारणों में से एक है। यह अपरिहार्य है लेकिन इसे कम किया जा सकता है। इसलिए, उपयोग के दौरान निम्नलिखित बिंदुओं पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए:

1. माप से पहले, मल्टीमीटर को क्षैतिज रूप से रखें और यांत्रिक शून्य समायोजन करें;

2. पढ़ते समय अपनी आँखें पॉइंटर के लंबवत रखें;

3. प्रतिरोध मापते समय, गियर बदलने पर हर बार शून्य समायोजन किया जाना चाहिए। यदि यह शून्य तक नहीं पहुंच सकता है, तो बैटरी को एक नई बैटरी से बदलें;

4. प्रतिरोध या उच्च वोल्टेज को मापते समय, मानव शरीर के प्रतिरोध को बदलने, माप त्रुटि को बढ़ाने या बिजली का झटका लगने से बचने के लिए परीक्षण लीड के धातु भाग को अपने हाथों से न पकड़ें;

5. RC सर्किट में प्रतिरोध को मापते समय, सर्किट में बिजली की आपूर्ति काट दें और दोबारा मापने से पहले कैपेसिटर में संग्रहीत सभी बिजली को डिस्चार्ज कर दें। मानवीय रीडिंग त्रुटियों को बाहर करने के बाद, हम अन्य त्रुटियों पर कुछ विश्लेषण करते हैं।

1. मल्टीमीटर वोल्टेज और करंट रेंज चयन और माप त्रुटि
मल्टीमीटर के सटीकता स्तरों को आम तौर पर कई स्तरों में विभाजित किया जाता है जैसे {{0}}.1, 0.5, 1.5, 2.5, 5, आदि। डीसी वोल्टेज, करंट, एसी वोल्टेज, करंट और अन्य गियर की सटीकता (परिशुद्धता) स्तर का अंशांकन अधिकतम निरपेक्ष स्वीकार्य त्रुटि △X के प्रतिशत और चयनित सीमा के पूर्ण पैमाने के मूल्य द्वारा दर्शाया जाता है। सूत्र द्वारा व्यक्त: A%=(△X/पूर्ण पैमाने का मूल्य)×100%... 1

(1) एक ही वोल्टेज को मापने के लिए अलग-अलग सटीकता वाले मल्टीमीटर का उपयोग करने से होने वाली त्रुटि

उदाहरण के लिए: 10V मानक वोल्टेज है, और इसे 100V स्तर और 0.5 स्तर और 15V स्तर और 2.5 स्तर पर दो मल्टीमीटर से मापा जाता है। किस मीटर में सबसे छोटी माप त्रुटि है?

समाधान: समीकरण 1 से: पहला मीटर माप: अधिकतम निरपेक्ष स्वीकार्य त्रुटि

△X1=±0.5%×100V=±0.50V.

दूसरा मीटर परीक्षण: अधिकतम पूर्ण स्वीकार्य त्रुटि

△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.

△X1 और △X2 की तुलना करने पर, यह देखा जा सकता है कि यद्यपि पहले मीटर की सटीकता दूसरे मीटर की तुलना में अधिक है, लेकिन पहले मीटर का उपयोग करके माप के कारण होने वाली त्रुटि दूसरे मीटर का उपयोग करके माप के कारण होने वाली त्रुटि से बड़ी है। इसलिए, यह देखा जा सकता है कि मल्टीमीटर चुनते समय, सटीकता जितनी अधिक होगी, उतना ही बेहतर होगा। उच्च सटीकता वाले मल्टीमीटर के साथ, आपको एक उपयुक्त माप सीमा भी चुननी होगी। केवल माप सीमा को सही ढंग से चुनने से ही मल्टीमीटर की संभावित सटीकता को उजागर किया जा सकता है।

(2) मल्टीमीटर की विभिन्न रेंजों से समान वोल्टेज मापने के कारण होने वाली त्रुटि
उदाहरण के लिए: MF-30 मल्टीमीटर की सटीकता स्तर 2.5 है। यह 23V मानक वोल्टेज को मापने के लिए 100V और 25V गियर का उपयोग करता है। किस गियर में सबसे छोटी त्रुटि है?

समाधान: 100V ब्लॉक की अधिकतम निरपेक्ष स्वीकार्य त्रुटि:

X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.

25V ब्लॉक की अधिकतम निरपेक्ष स्वीकार्य त्रुटि: △X (25)=±2.5% × 25V=±0.625V. इसे उपरोक्त समाधान से देखा जा सकता है:

23V मानक वोल्टेज को मापने के लिए 100V गियर का उपयोग करें। मल्टीमीटर पर मान 20.5V और 25.5V के बीच है। 23V मानक वोल्टेज को मापने के लिए 25V गियर का उपयोग करें। मल्टीमीटर पर मान 22.375V और 23.625V के बीच है। उपरोक्त परिणामों को देखते हुए, △X (100) △X (25) से अधिक है, अर्थात, 100V ब्लॉक माप की त्रुटि 25V ब्लॉक माप की त्रुटि से बहुत बड़ी है। इसलिए, जब एक मल्टीमीटर विभिन्न वोल्टेज को मापता है, तो विभिन्न श्रेणियों के साथ मापने से उत्पन्न त्रुटियां अलग-अलग होती हैं। इस शर्त के तहत कि मापा संकेत मूल्य संतुष्ट है, एक छोटी सीमा वाले गियर को यथासंभव छोटा चुना जाना चाहिए। इससे माप सटीकता में सुधार होता है।

(3) मल्टीमीटर की समान रेंज से दो अलग-अलग वोल्टेज मापने से होने वाली त्रुटि

उदाहरण के लिए: MF-30 मल्टीमीटर की सटीकता 2.5 है। यह 20V और 80V के मानक वोल्टेज को मापने के लिए 100V गियर का उपयोग करता है। किस गियर में सबसे छोटी त्रुटि है?

समाधान: अधिकतम सापेक्ष त्रुटि: △A%=अधिकतम निरपेक्ष त्रुटि △X/मापा मानक वोल्टेज समायोजन × 100%, 100V ब्लॉक पर अधिकतम निरपेक्ष त्रुटि △X (100)=±2.5% × 100V=±2.5V.

20V के लिए, इसका संकेत मान 17.5V-22.5V के बीच है। अधिकतम सापेक्ष त्रुटि है: A(20)%=(±2.5V/20V)×100%=±12.5%.

80V के लिए, इसका संकेत मान 77.5V-82.5V के बीच है। इसकी अधिकतम सापेक्ष त्रुटि है:

A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.

20V और 80V के मापे गए वोल्टेज की अधिकतम सापेक्ष त्रुटियों की तुलना करने पर, हम देख सकते हैं कि पूर्व में उत्तरार्द्ध की तुलना में बहुत बड़ी त्रुटि है। इसलिए, जब दो अलग-अलग वोल्टेज को मापने के लिए मल्टीमीटर की एक ही रेंज का उपयोग किया जाता है, तो जो पूर्ण पैमाने के मूल्य के करीब होता है, उसकी सटीकता अधिक होगी। इसलिए, वोल्टेज को मापते समय, मापा वोल्टेज को मल्टीमीटर की सीमा के 2/3 से ऊपर इंगित किया जाना चाहिए। केवल इस तरह से माप त्रुटियों को कम किया जा सकता है।

2. विद्युत अवरोध का रेंज चयन और माप त्रुटि
विद्युत प्रतिरोध की प्रत्येक श्रेणी 0 से ∞ तक प्रतिरोध मान माप सकती है। ओममीटर का पैमाना एक गैर-रैखिक, असमान उल्टा पैमाना है। इसे रूलर की चाप लंबाई के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसके अलावा, प्रत्येक श्रेणी का आंतरिक प्रतिरोध रूलर की चाप लंबाई से गुणा किए गए केंद्रीय पैमाने की संख्या के बराबर होता है, जिसे "केंद्रीय प्रतिरोध" कहा जाता है। यानी, जब मापा गया प्रतिरोध चयनित श्रेणी के केंद्र प्रतिरोध के बराबर होता है, तो सर्किट में प्रवाहित धारा पूर्ण-पैमाने की धारा का आधा होती है। सूचक पैमाने के केंद्र में होता है। इसकी सटीकता निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है:

R%=(△R/केन्द्र प्रतिरोध)×100%……2

(1) एक ही प्रतिरोध को मापने के लिए मल्टीमीटर का उपयोग करते समय, विभिन्न रेंज चुनने के कारण होने वाली त्रुटि

उदाहरण के लिए: MF{{0}} मल्टीमीटर, Rxl0 ब्लॉक का केंद्र प्रतिरोध 250Ω है; R×l00 ब्लॉक का केंद्र प्रतिरोध 2.5kΩ है। सटीकता स्तर 2.5 है। इसका उपयोग 500Ω के मानक प्रतिरोध को मापने के लिए करें, और पूछें कि क्या आप मापने के लिए R×l0 ब्लॉक या R×100 ब्लॉक का उपयोग करते हैं, किसमें बड़ी त्रुटि है? समाधान: समीकरण 2 से:

R×l0 ब्लॉक की अधिकतम निरपेक्ष स्वीकार्य त्रुटि △R(10)=केंद्र प्रतिरोध×R%=250Ω×(±2.5)%=±6.25Ω है। इसका उपयोग 500Ω मानक प्रतिरोध को मापने के लिए करें, और 500Ω मानक प्रतिरोध का संकेत मान 493.75Ω और 506.25Ω के बीच है। अधिकतम सापेक्ष त्रुटि है: ±6.25÷500Ω×100%=±1.25%।

R×l00 ब्लॉक की अधिकतम निरपेक्ष स्वीकार्य त्रुटि △R (100)=केंद्र प्रतिरोध × R% 2.5kΩ × (±2.5)%=±62.5Ω है। इसका उपयोग 500Ω मानक प्रतिरोध को मापने के लिए करें, और 500Ω मानक प्रतिरोध का संकेत मान 437.5Ω और 562.5Ω के बीच है। अधिकतम सापेक्ष त्रुटि है: ±62.5÷500Ω×100%=±10.5%।

गणना परिणामों की तुलना से पता चलता है कि अलग-अलग प्रतिरोध श्रेणियों का चयन करने पर माप त्रुटियाँ बहुत भिन्न होती हैं। इसलिए, गियर रेंज का चयन करते समय, मापा प्रतिरोध मान को रेंज स्केल की चाप लंबाई के केंद्र में रखने का प्रयास करें। माप सटीकता अधिक होगी।