万用表参数释疑

位数和字数

位数，英文 digits, 是指数字万用表可以显示多少位数，字数，英文 counts, 是指数字万用表最多可以显示多少个数。

counts 这个参数，在购买万用表时可以看到 最大显示 这个参数，就是指字数。

位数和字数是用于描述数字万用表分辨率的术语。如今，按字数而不是位数对数字万用表进行分类更为普遍。

一块 3½ 位数字万用表可以显示三个完整数字和一个半位。三个完整数字显示 0 到 9 之间的数字，半位是指最大位可以显示0或者1。4½ 位数字万用表可以显示四位半数字，这意味着它比 3½ 位数字万用表具有更高的分辨率。

下表列出了常见的万用表位数：

一块三位半 2000 字的表可以显示 ±1999 以内的任意值。这个半位指的是读数的最高位数只能到1, 也就是只能显示0或1。

一块三位半 4000 字的表可以显示 ±3999 以内的任意值。这个半位指的是读数的最高位只能到3，也就是只能显示0、1、2 三个数。

一块三位半 6000 字的表可以显示 ±5999 以内的任意值。这个半位指的是读数的最高位只能到3，也就是只能显示0、1、2 、3、4、5六个数。

一块四位半 20000 字的表可以显示 ±19999 以内的任意值。这个半位指的是读数的最高位数只能到1, 也就是只能显示0或1。

分辨率

位数或者字数这两个参数决定了万用表的另一个参数分辨率。

分辨率是工具可以检测和显示的最小增量。

想象一下对 1.5 V 家用电池的简单测试。如果数字万用表在 2 V 量程上的分辨率为 1 mV，则可以在读取电压时看到 1 mV 的变化。用户可以看到小至千分之一伏的变化。

分辨率可能在仪表的规格中列为最大分辨率，这是在仪表的量程设置上可以识别的最小值。

下图是9205 这款万用表的说明书里指出的分辨率：

从上面的规格书中可以看出量程越小，分辨率越高。因此，可以通过降低量程来提高分辨率, 如下图所示:

我们在购买万用表时，往往，最关注的是万用表的显示位数，一般认为位数越高，精度越高，实际上是不对的，位数或者字数跟万用表的精度没有任何关系。一块四位半的表可以是一块精度很差的表，同样，一块福禄克的三位半可能是一款精度很高的表。下面我们看什么是万用表的精度。

精度

精度（Accuracy）是指在测量时允许的最大误差。它以百分比表示，表示所显示的测量值与所测信号的实际（标准）值的接近程度。

值得注意的是万用表还有一个很重要的参数，Precise, 鉴于 精度 这个术语已经被 Accuracy 占用了，一般，precise 被翻译为准确度。

准确度是指数字万用表对同一测量对象提供相同测量值的能力。

下面使用步枪打靶的例子来解释精度和准确度的区别：

精度（Accuracy）是描述射中靶心的能力，准确度（Precise）用来描述射中靶上同一个地方或者射击稳定的能力。

如果弹孔偏离靶心（左数第2幅图），但高度集中，认为是准确度（Precise）高但精度（Accuracy）低。

上面四幅图分别是：高精度高准确度、低精度高准确度、高精度低准确度、低精度低准确度。

模拟电流表或电压表的精度通常表示为满刻度读数的百分比。比如如果一款指针万用表的精度为满刻度（full scale）的 ±2%，那么在 3 伏档位时如果读数位 1V, 那么不确定性或者误差就是 3V * ±2% = ±0.06V。但是，同样的 1V  的读数，如果档位是 30伏，那么误差就是 30V * ±2% = ±0.6V。

有时万用的精度中会出现 1% FS 的字样，FS 是 full scale 满刻度的意思，即是说精度是用满刻度来指定的。

一般来说，数字万用表的精度度远优于模拟指针万用表。

对于数字万用表 (DMM)，精度通常指定为读数的百分比，而不是满刻度的百分比。因此，如果用精度为 ±1% 的数字表去测量 100V 的标准电压，则读数可能为 99.0V 到 101.0V 之间的某个数值。当今时代，大多数制造商将精度指定为读数的百分之多少加几个字的形式，即±（%读数+字数），例如 ±（1%+2 位数字）。 因此，如果精度为 ±（1%+2 位）的仪表测量的电压为 100.0V，则实际电压可能为 98.8V 至 101.2V 之间的任何值。

精度一般指定为：±（%读数+字数）。

下面再举一个例子来理解万用表的精度。一块精度比较高的万用表精度可能为：±(0.1%+2)。如果你用这块表来测量1V 的基准电压，假如档位为2V档，分辨率为1mV(此时一个字就是1mV), 由1%精度，可知你会有 ±1mV 的不确定度，那么电压范围将是 0.999V~1.001V, 再叠加上2个字的误差，最终测量结果在 0.997V~1.003V 之间。

公式

如果你知道了读数，想计算出真实值的范围，可以用下面公式计算出：

真实值= 仪表读数 ±（读数误差×读数+量程误差×该量程下的分辨率）

上述公式中量程误差由精度中的字数指定，例如，精度为±（0.1%+2），量程误差为2。

校准

万用表的精度不是一成不变的。一般厂家对精度的保证期为一年，一年以后你可能需要将万用表送到专业机构进行校准，这里的校准并不会真的打开万用表通过旋转可调电位器来校准万用表，而是会出具一份报告，该报告列出了你的万用表测量值和标准值之间的差距。

术语

位数：Digits

字数：Counts

精度:  Accuracy

准确度：Precise

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