電的量測概念

一、什麼是量測?

  廣義來說,量測不侷限於任何範圍,可應用於各種領域,量測的目標可以是任何型態,例如,長度、重量、資料、電力等,只要將可量化的數據拿來做比較就是一種量測的行為。

二、電的量測概念

  量測的概念,就是使用一已知的數據與未知的數據做比較,得出其差值之後,就是未知數據的結果。

  所以當在做一量測行為時,其所使用的已知數據就非常重要,該已知數必須要具有一定的準確性、可靠性、以及是可以被認同的一參考值,就好比說,如下圖兩把不同的尺,如果今天要使用該尺來量測某東西長度時你會挑哪一把?

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  量測長度的時候,我們通常會使用「尺」這樣的工具,而尺其實就包含了工具以及標準兩種含意,通常我們在量測有關「電」的數據時,較常使用的做法我們會採取A/D轉換將一類比電壓轉換成數位訊號,而A/D就好比是一把尺,他要怎麼樣量出一個準確有用的數值,則參考值(Reference voltage)就相對的顯得重要。

  一個穩定的參考值,可以使量測的數據有足夠的可靠度,一個不穩定的參考值,會使量測的結果失去意義。

三、工具的好與壞

  任何工具都有其性能可言,例如對於尺,我們可以討論他的精度有多高,可量的最大長度有多少等等,對於電表來說也不例外,有幾個很重要的指標可以做為選擇量測工具的重要方向。

a.量程範圍

  一個好的量測工具,可以乘載的範圍很大,但通常很多量測工具會將其分成不同的檔位,就好比三用電表需要有多個檔位來選擇當下的量程,這又是為什麼需要有多個檔位?例如一個電表可量的範圍是1V~1000V,而他的參考電壓是500V的情況下以解析度1V來看,對於1V來說相差了500倍,且對於1000V來說也相差了500倍,這500倍意味了什麼?代表所有誤差都有可能會被放大500倍,故須要使用不同檔位來切換不同的量程也就是需要有不同的參考電壓,或者對輸入訊號做不同的處理(放大、或衰減)。

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b.解析度(精密度)

  高精密度指的是說,該量測工具的辨識程度,以尺來說,有些尺最小只能量到1cm,有些能量到1mm,這就是解析度的差別。越是高級的工具,其解析度通常越高。通常解析度(精度)越高的量測工具,其小數點位數越多,例如0.1與0.001但是其中存在一點迷思,必須值得注意的是,並不是小數點越多代表越好,很多時候,那些小數點是沒有用處的(假的?根本是無效數據?)。

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c.穩定度

  某些工具在測量的時候,可能會受使用環境所影響,例如環境溫度、壓力等因素,但是一個好的量測工具,所要表現的是要能夠在相同條件下,準確的量測出待測物的數據,穩定度的概念如,一顆蘋果,早上量225g下午量卻變成220克,到了晚上量卻又變成228克,這就表示了該量測工具的穩定度特性,任何東西都有其誤差,但是當誤差範圍飄動很大時,也就說明了穩定度較差。

lowStability

highStability

1 thought on “電的量測概念

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