示波器和万用表有什么区别？

  师日常开发、调试必不可少的设备。万用表大多数都用在测试某一时间点的电压/电流值等,示波器则是用以绘制电压/电流随时间变化的波形。那您知道两者实际该如何正确应用吗?

  那么该怎么样来判断在什么测试条件下选择示波器还是万用表来测量呢?以电容充放电过程为例,原理图如图1所示。使用5V直流电源给系统供电,当S1闭合时,电容处于充电状态;当S1断开时,电容处于放电状态。理想情况下,图2为充放电波形解析,其中Ta为电容充电完成所需的时间,Tb为电容放电完成所需的时间。

  从精度层面来看,万用表的精度明显是更胜一筹的。将示波器探头或万用表的红黑表笔接在电容两端,测试电容充电完成时的电压。由图3和图4可见,万用表测得电压为2．60922V,示波器测得电压为2．68000V(因为接入的是直流电源,所以电压峰峰值=电压有效值)。万用表(DMM6000)的精度为0．0035 % 读数+ 0．0007%量程,即其误差范围是±0．0001613V;示波器(ZDS4054 Plus)的精度为满量程的2%,即其误差范围是±0．1600000V。

  若需要观察电压随时间变化的波形或测量充电/放电完成所需时间,应选择示波器。从时间维度来看,示波器可以直观地观察到电容充放电的过程并可通过光标或者【Measure】功能测得电容充电/放电完成所需时间。如图5所示,通过自动测量得到上升时间(即电容充电完成所需时间)为9．4307s,下降时间(即电容放电完成所需时间)为9．6295s。

  假设使用万用表来测量,只可以通过人工按间隔时间测量变化的电压值并记录,最终手动绘制波形图。从示波器测量的上升时间来看,时长非常短。尽管人工每秒记录一个数据,上升时间最多只能记录到9个数据,而通过这9个数据还原的电压变动情况是没有参考意义的。与万用表相比,示波器当前采样率为2MSa/s(每秒钟可采集2000 000个采样点),这不仅还原度更高,还更方便快捷,能节约大量的时间和人力。

  若是测单点电压值,万用表的精度确实是优于示波器的。那么是不是能够提高示波器的精度呢?答案是肯定的。

  在测量过程中能够最终靠以下两个方法来提高示波器的精度(减小示波器的测量误差):1．使用合适衰减比的探头;

  从图3、图4、图6和图7来分析,测量误差范围对比如表1所示。从表1的误差对比来看,阴影部分为示波器不同测量条件下允许的测量误差,万用表的测量结果都在示波器测量允许的误差范围内。但明显能够准确的看出,阴影面积是②>

  ④。因此在本次实例中,可利用×10档衰减比的探头和垂直档位减小为500mV/div的方法来提高示波器的精度。

  当前万用表可以在一定程度上完成的测量,示波器也是能够很好的满足的。除此以外,示波器共提供53种测量项,还支持FFT、协议解码、电源分析、环路分析等功能。所谓术业有专攻,万用表的精度比示波器高且体积小、更方便携带。因此,需根据实际的需求,合理选择测量设备。

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