Для моей вводной лаборатории к моему классу аналоговых электрических цепей одним из вопросов анализа является расчет внутренних сопротивлений цифрового вольтметра и осциллографа с использованием уравнения
То же самое относится и к сопротивлению прицела, просто замените с .
Построенная схема выглядит так:
с = напряжение , и = напряжение на , .
Я провел тот же эксперимент с двумя разными резисторами: парой 4,7K и парой 3,3M резисторов в отдельных испытаниях.
Мой инструктор сказал мне, что внутреннее сопротивление прицела составляет ~ 1 МОм, а цифрового мультиметра ~ 10 МОм.
Когда я запускаю расчет с резистором 3,3 МОм, я получаю почти точно теоретические значения ( = 10,19М, = 1,004М). Однако с 4.7KI получаются крайне неправильные значения (около 3.3M и -230K).
Вот мой необработанный расчет Matlab для обоих (извините за беспорядок).
%% With 3.3M
vaa=10.088; vbb=4.336;
r1=3.33e6; r2=3.33e6;
rdmm=(vbb*r1*r2)/((vaa*r2)-(vbb*(r1+r2)))
vaas=10.1; vbbs=1.9;
r1=3.33e6; r2=r1;
rscope=(vbbs*r1*r2)/((vaas*r2)-(vbbs*(r1+r2)))
%% With 4.7k
vaa=10.095; vbb=5.044;
r1=4.67e3; r2=4.67e3;
rdmm=(vbb*r1*r2)/((vaa*r2)-(vbb*(r1+r2)))
vaas=10.1; vbbs=5.1;
r1=4.67e3; r2=r1;
rscope=(vbbs*r1*r2)/((vaas*r2)-(vbbs*(r1+r2)))
Эта лабораторная работа должна быть проведена сегодня в полночь, поэтому я, вероятно, просто воспользуюсь расчетом с 3.3M, так как он возвращает правильные значения, но мне все еще просто любопытно, почему это происходит (не дай Бог, это ошибка расчета, но я просто не могу понять.) Я знаю, что меньший резистор лучше для получения точных значений напряжения, так как внутреннее сопротивление будет настолько высоким, что весь ток будет протекать через тестовый резистор; но в этом случае расчет внутреннего сопротивления был лучше с более высокими резисторами.
Я подозреваю, что вы столкнулись с ошибкой точности расчета. Позволь мне объяснить.
Если и намного меньше, чем входное сопротивление осциллографа/цифрового мультиметра, схема, которую вы показали, практически не нагружена (т.е. мы предполагаем бесконечное ).
Следовательно, поскольку , затем (равный делитель напряжения ответвления) и . Затем посмотрите на знаменатель этой формулы:
Другими словами, знаменатель теоретически был бы равен нулю, что давало бы бесконечность. , как и ожидалось.
Проблема в том, что на практике знаменатель не будет точно равен нулю, и любое незначительное приближение значений и или любая небольшая ошибка в измерении или сильно повлияет на результат!
Другими словами, когда знаменатель приближается к нулю, он становится гораздо более численно чувствительным к ошибкам параметров, используемых для его вычисления.
Наиболее точным методом является мостовой метод. .. Чтобы найти неизвестный R2 внутри тестируемого устройства (DUT), отрегулируйте R1 так, чтобы V (R2) = 50% приложенного напряжения.
В противном случае используйте формулу делителя импеданса.
В вашем методе ошибка увеличивается при использовании более низких значений, чем ожидаемая нагрузка, до тех пор, пока допуск внешних R не будет преобладать в результате из-за очень низкого распределения тока в ИУ.
В тесте с одним R нет разделения тока и, следовательно, нет неоднозначности тока ИУ, только погрешность допуска R1 ограничивает точность вашего результата.
карлок