選擇一種高性能數(shù)字萬用表（DMM）
工程師必須考慮不同儀表構(gòu)造的限制和測(cè)量應(yīng)用的范圍

理論測(cè)量極限
---在任何測(cè)量方法中,靈敏度理論極限是由當(dāng)前電路阻抗所產(chǎn)生的噪聲決定。電壓噪聲與阻值、帶寬及絕對(duì)溫度的平方根成正比：
---V = √kTRΔf
---這里,K=波爾茲曼常數(shù)（1.3807× 10-23 J/K）;T為絕對(duì)溫度,單位為開爾文;R為電阻,單位為歐姆;Δf為帶寬,單位為赫茲。
---的確,盡管可以測(cè)量擁有1Ω(內(nèi)阻的1μV 信號(hào),但卻不能測(cè)量電源內(nèi)阻為1TΩ,電平同樣為1μV的信號(hào)。甚至在內(nèi)阻遠(yuǎn)低于1MΩ時(shí),1μV指標(biāo)也將接近理論極限值,用普通的DMM測(cè)量將十分困難。

如何判斷何時(shí)您需要除標(biāo)準(zhǔn)DMM以外的儀表
---標(biāo)準(zhǔn)DMM的替代包括毫微伏特計(jì)、靜電計(jì)、微微安表。通常,當(dāng)被測(cè)信號(hào)電平高于1μV或1μA或阻值低于1GΩ時(shí)（這些值都遠(yuǎn)離靈敏度的理論極限）,一臺(tái)DMM即足夠。如果要求更高的電壓靈敏度,且內(nèi)阻較低（因?yàn)橛捎诶碚摌O限它一定較低）時(shí),毫微伏特表可在測(cè)量電平非�？拷�理論測(cè)量極限的地方提供一種測(cè)量手段。
---當(dāng)測(cè)量電壓具有很高的內(nèi)阻（例如1TΩ）時(shí),DMM就顯得不太適合了,因?yàn)槿f用表10MΩ至1GΩ的輸入阻抗比電源內(nèi)阻要小好幾個(gè)數(shù)量級(jí),故會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的輸入負(fù)載誤差。此外,DMM輸入電流一般為很多個(gè)微微安級(jí),因此會(huì)產(chǎn)生較大的電壓偏置,在這些條件下,選擇靜電計(jì)更為合適。
---類似的情況存在于低電平電流測(cè)量中;通常,DMM具有高的輸入壓降（輸入負(fù)載）,這會(huì)影響低電平電流測(cè)量,且DMM的分辨率一般不會(huì)超過1nA,故最好選擇具有更低輸入負(fù)載及更高靈敏度的靜電計(jì)或微微安表。

DMM規(guī)格解釋
---1 精度規(guī)格 5 1/2位DMM規(guī)范所給出的精度為±（0.016% rdg + 3計(jì)數(shù)）,第一部分0.016%為增益誤差測(cè)量,或與測(cè)量值成正比的誤差。
---在這種情況下,顯示值將是真實(shí)值的0.016%。如果儀表顯示讀數(shù)為1.00000V,則實(shí)際電壓值可能位于0.999 84～1.000 16V之間。
---第二部分3計(jì)數(shù)表示最小有效位為3位的計(jì)數(shù),表示偏移誤差指標(biāo),或獨(dú)立于測(cè)量值的誤差。在此例中,偏移誤差將少于0.00003V。增益誤差與偏移誤差的結(jié)合將提供實(shí)際誤差范圍：0.99981～1.00019V。
---2 溫度規(guī)范 由于溫度會(huì)影響測(cè)量的精度,故儀表規(guī)范通常給出一個(gè)經(jīng)過定義的溫度范圍,在此溫度范圍內(nèi),將保持規(guī)定的精度。對(duì)于此范圍以外的溫度,一些廠家提供了一個(gè)溫度系數(shù),例如±（0.005%+0.1計(jì)數(shù)）/℃或±（讀數(shù)的5ppm +量程的1ppm）/ ℃。
---3 校準(zhǔn)周期 隨著時(shí)間的推移,電子儀表精度會(huì)發(fā)生變化,這就是為什么規(guī)范通常規(guī)定一個(gè)時(shí)間段,超過此時(shí)間段,儀表的精度將得不到保證。典型情況下,時(shí)間段通常要超過特定的增量,例如90天或1年。轉(zhuǎn)移穩(wěn)定性規(guī)范定義為一個(gè)更短的時(shí)間段,一般為5或10分鐘。
---4 噪聲 事實(shí)上,任何測(cè)量都要考慮噪聲,特別是在低電平測(cè)量時(shí)。因此,當(dāng)評(píng)價(jià)儀表性能時(shí),很好地理解噪聲規(guī)范及術(shù)語十分重要。
---5 差模抑制比（NMRR） NMRR定義儀表對(duì)Hi及LO輸入端上噪聲的抑制或衰減能力,差模噪聲是加到所需輸入信號(hào)上的誤差信號(hào),并被作為直流信號(hào)中的峰值噪聲或偏差來檢測(cè)。NMRR的計(jì)算公式為：
---NMRR=20 log 峰值差模噪聲/峰值測(cè)量偏差
---NMRR針對(duì)具體的頻率及頻率范圍,以便只抑制噪聲（50Hz、60Hz及高頻噪聲）,而不抑制低頻或直流差模信號(hào)。差模噪聲可通過屏蔽或?yàn)V波的方法達(dá)到最小。
---6 共模抑制比（CMRR） CMRR表示儀表對(duì)出現(xiàn)在高輸入、低輸入及機(jī)箱地之間噪聲的抑制能力。測(cè)量CMRR時(shí),通常在其中的一根輸入導(dǎo)線上連接1kΩ的非平衡電阻。盡管共模噪聲的影響通常要比差模噪聲小許多,但測(cè)量靈敏度時(shí),它仍會(huì)引起一些問題。為使共模噪聲最小,可將屏蔽殼只連接到測(cè)試系統(tǒng)的一點(diǎn)上。NMRR與CMRR通常在50Hz及60Hz上規(guī)定,但CMRR也常常在直流上規(guī)定。NMRR與CMRR的典型值分別為>80 dB及>120 dB。
---7 速度 在指定情況下,測(cè)量速度通常是指在給定儀表運(yùn)行條件時(shí)的每秒讀數(shù),一些特定因素如集成周期及濾波器數(shù)量等,都可能影響整個(gè)儀表的測(cè)量速率。
---然而,考慮到不斷變化的運(yùn)行模式也可能會(huì)改變儀表的分辨率及精度,故經(jīng)常需在測(cè)量速度與測(cè)量精度之間進(jìn)行權(quán)衡。例如,儀表的精度指標(biāo)可以定義為測(cè)量次數(shù),可表示為具有最高噪聲抑制比的電源線頻率的函數(shù)。
---一種典型的規(guī)范可能給定1、0.1與0.1PLC的精度（電源線周期在北美為6.7ms,在使用采用50Hz電源的地方則為20ms）。在進(jìn)行低阻抗測(cè)量時(shí),儀表速率是最經(jīng)�？紤]的一個(gè)因素。在更高阻抗情況下,電路穩(wěn)定時(shí)間變得更為重要,且通常是決定整個(gè)測(cè)量速率的最重要因素。