第四节
万用表的准确度等级及测量误差分析

按万用表的测量准确度大小所划分的级别，称为万用表的准确度等级。划分的依据是仪表的基本误差，该误差是在规定的正常的测量条件下所具有的误差。指针式万用表的准确度等级有1.0级、1.5级、2.5级、5.0级，进口的万用表还有0.5级。准确度等级的标注方法有3种，分别代表不同数值的测量误差。有的万用表还标有3个精度等级：-2.5、～5.0、Ω2.5。其中-2.5表示直流量程的基本误差为2.5%，～5.0表示交流量程的基本误差为5.0%，Ω2.5表示电阻量程的基本误差为刻度弧线长的2.5%。

人为读数误差是影响测量精度的原因之一，它虽是不可避免的，但可尽量减小。主要应注意以下几点：

①测量前要把万用表水平放置，进行机械调零；

②读数时眼睛要与表针保持垂直；

③测电阻时，每改变一次挡位都要先行调零，若调不到零，则要更换新电池；

④测量电阻或高压时，不能用手捏住表笔的金属部分，以免增大测量误差或触电；

⑤测量在路电阻时，要切断电路电源，并将电容器放电后再进行测量。

除人为读数误差外，万用表还存在以下其他误差。

一、直流电压挡的量程选择与测量误差

万用表直流电压挡的总内阻是随电压量程而改变的，低压挡的阻值较小，高压挡的较大。在测量直流电压时，电表与被测电路并联，使等效的并联电阻下降，形成分流，使测得的电压值比实际值要低。电表分流的影响和并联电阻的大小有关，因此万用表总内阻越高，其测量误差就越小。用万用表测量电压时，应选用内阻远大于被测电阻电阻值的挡位测量，否则会产生较大的误差。

例如，一块MF-30型万用表，其准确度等级为2.5级，选用100V挡和25V挡测量23V标准电压。

100V挡最大绝对允许误差为ΔA₁=±2.5%×100V=2.5V。

25V挡最大绝对允许误差为ΔA₂=±2.5%×25V=0.625V。

用100V挡测量23V标准电压，万用表的示值在20.5～25.5V之间；用25V挡测量23V标准电压，万用表的示值在20.375～23.625V之间。由上面的式子可以看出ΔA₁＞ΔA₂，即100V挡的测量误差比25V挡的测量误差大得多。

因此，同一万用表测量不同电压时，不同量程所产生的误差是不同的。在满足被测电量读数的情况下，应尽量选用量程小的挡别，这样可以提高测量的精确度。

二、直流电流挡的量程选择与测量误差

用万用表测量直流电流时，电表必须串入被测电路。从串联电阻的观点来看，对回路电阻高的电路影响较小，也就是说在高电压、高电阻的电路内测量电流所造成的误差可忽略不计。但在测量低电压、低电阻的电路时，就要考虑此项误差。

为了减小测量误差，应尽量采用大电流量程即低内阻挡测量。必要时还可通过测量回路电阻两端的电压来间接地测定电流。

三、电阻挡的量程选择与测量误差

理论上，电阻挡的每个量程都可以测量0Ω～∞的电阻值，欧姆表的标尺刻度是非线性不均匀的倒刻度，是用标尺弧长的百分数来表示的，而且各量程的内阻等于标尺弧长的中心刻度数乘以倍率，称为“中心电阻”。也就是说，当被测电阻等于所选量程的中心电阻时，电流中流过的是满度电流的一半，指针指示的刻度中央，其准确度等级可用下式来表示：

R%=（ΔR/中心电阻）×100%

例如，用同一块万用表测量同一电阻时，选用不同的量程产生的误差不同。

一块MF-30型万用表，其R×10挡的中心电阻为250Ω，R×100挡的中心电阻为2.5kΩ，准确度等级为2.5级，现要测量一个500Ω的标准电阻，试问用R×10挡和R×100挡测量，哪个误差大？

解　由上式得R×10挡的最大绝对允许误差为

ΔR（10）=中心电阻×R%=250×（±2.5）%=±6.25（Ω）

用它测量500Ω的标准电阻，示值介于493.75～506.25Ω之间，最大相对误差为±6.25÷500×100%=±1.25%。

同理，可计算出R×100挡最大绝对允许误差为ΔR（100）=±62.5Ω，用它测量500Ω的标准电阻，示值介于437.5～562.5Ω之间，最大相对误差为±62.5÷500×100%=±12.5%。

以上计算结果对比表明，选择不同的电阻量程，测量产生的误差相差很大，因此，在选择挡位时，要尽量使被测电阻值处于量程标尺弧长的中心部位，这样测量精度会更高。

四、交流电压挡的量程选择与测量误差

万用表测量交流电压时是先将交流电压通过整流变成直流电压来测量的。因此，测量交流电压时除了直流测量的误差外，还要受到频率的影响。一般地，万用表交流电压挡适用的额定频率为45～1000Hz，如MF-30型指针式万用表。在测量频率更高的电压时，由于整流二极管的结电容的原因会使整流频率降低，且频率愈高，影响愈严重。

另外，指针式万用表输入电阻不高，且不能测量1V以下的交流电压。万用表只适合测量波形失真小于2%的正弦电压。