Warum haben DMMs so niedrige Aktualisierungs- / Aktualisierungsraten?

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Meine DMMs (Bereich von 50 bis 100 US-Dollar) aktualisieren den angezeigten Wert alle ~ 250 ms. Gibt es technische Gründe (Einschränkungen) dafür oder ist dies nur eine UI-Sache?

Duoran
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Ihre Frage macht wenig Sinn. Wir können nicht einmal sagen, ob Sie glauben, dass diese Grenze am unteren oder oberen Ende liegt. Welchen Weg hätten Sie lieber, schneller oder langsamer?
Olin Lathrop
Ich habe das Qualifikationsspiel versehentlich fallen lassen. Fehler korrigiert. Ich würde gerne höhere Bildwiederholraten sehen. Zum Beispiel beim Messen der Spannung an einem Ladekondensator.
Duoran

Antworten:

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Die meisten DMMs sind integrierende Typen (von denen die Doppelsteigung eine der ersten Methoden war, die für eine hohe Auflösung und Genauigkeit entwickelt wurden).

Ein Vorteil der Integration besteht darin, dass die Integrationsperiode so ausgelegt werden kann, dass sie ein Vielfaches von 50 Hz- und 60 Hz-Leitungsfrequenzen beträgt. Zum Beispiel sind 300 ms 18 Zyklen von 60 Hz und 15 Zyklen von 50 Hz. Dies hat den Effekt eines natürlichen Sperrfilters bei Netzfrequenz, so dass das durch Netzrauschen verursachte Brummen aufgehoben wird und der Messwert nicht so stark herumspringt.

Integrierende Wandler können auch mit hoher Auflösung und ziemlich guter (<0,1%) Linearität mit billigen Teilen gebaut werden (alle Fehler heben sich mit Ausnahme der Referenzspannung in erster Ordnung auf) - 0,1% Linearität und Genauigkeit, selbst bei 5% Film Kondensator, 5% Widerstände, ein roher RC-Takt und mit ausreichender Bildwiederholfrequenz für visuelle Zwecke (einige Hz)

Aus Gründen der Benutzeroberfläche möchten Sie die Anzeige wirklich nicht zu schnell aktualisieren. 2-5 Hz sind ungefähr richtig. Wenn die Anzeigerate zu schnell ist, kann sie zwischen (sagen wir) 201 und 101 hin und her springen und sieht fast so aus wie 301. Wenn es zu langsam ist, kann man nicht sehen, wie sich der Messwert stabilisiert und wie viel offensichtliches Rauschen darin ist.

Moderne hochauflösende Wandler werden häufig unter Verwendung von Sigma-Delta-Techniken hergestellt, wodurch mindestens ein Effekt zweiter Ordnung (dielektrische Kondensatorabsorption) aus dem Fehlerbudget des integrierenden Wandlers eliminiert wird (Verbesserung der Linearität *). Sie können in einem DMM durch Tiefpassfilterung und Dezimierung des Ergebnisses auf eine geeignete Anzeigerate (oder nur durch Mittelung über eine geeignete Zeit) verwendet werden. Sie werden auch Low-End-Voltmeter und Amperemeter sehen, die den eingebauten 10- oder 12-Bit-Konverter für sukzessive Approximation verwenden, der in ein Mikro eingebaut ist, und eine Mittelung hinzufügen, um einen akzeptablen Messwert mit einer miesen (niedrigen) Eingangsimpedanz zu erhalten .

* Auch wenn die meisten Benutzer nicht Nicht - Linearität ohne ein besseres Instrument sehen können , das DMM gegen sie vergleichen können einfach drehen die Leitungen auf einer stabilen Gleichstromquelle und sehen , dass (sagen wir) eine Lesung von + 10.00V liest -9.98V , wenn die Leitungen sind rückgängig gemacht. Natürlich könnte heutzutage ein solcher Effekt nur mit einem Mikrocontroller behoben werden.

Moderne High-End-DMMs wie mein Agilent bieten Optionen für die Lesegeschwindigkeit. Hier ist eine Beispieltabelle mit den folgenden Funktionen : Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

NPLC bezieht sich auf die Anzahl der Stromleitungszyklen, über die der Messwert integriert wird.

Spehro Pefhany
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Ich habe ein netzbetriebenes Nixie-Röhren-DVM, das Messungen in 1/120 Sekunde durchführt, aber das Display nur etwa 4 Mal pro Sekunde aktualisiert. Der Rest der Zeit ist die Messschaltung im Leerlauf.
Supercat
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ADC-Konverter werden mit zunehmender Auflösung und Abtastraten tendenziell teurer. Daher ist es für ein normales DMM wahrscheinlich nicht sinnvoll, sie zu höheren Kosten schneller zu machen. Wer kann ein LCD-Display lesen, das mehr als viermal pro Sekunde aktualisiert wird?

Ich habe ein Multimeter, das 1000 Messwerte pro Sekunde aufnehmen kann, aber das ist nur sinnvoll, weil es auch Messwerte auf einen USB-Stick aufzeichnen und zur späteren Analyse über Ethernet usw. übertragen kann. Auch für einige der eingebauten mathematischen Funktionen kann es sinnvoll sein, eine höhere Abtastrate zu haben, aber das ist nicht das, wofür Handmessgeräte normalerweise am unteren Ende des Marktes gemacht sind.

PeterJ
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Ich glaube das ist die richtige Antwort. Wenn ich bei meinem Fluke 87 DMM die Genauigkeit von 3½ auf 4½ Stellen erhöhe, sinkt die Bildwiederholfrequenz merklich. Dies deutet darauf hin, dass für einen bestimmten ADC ein Kompromiss zwischen Präzision und Abtastrate besteht.
RedGrittyBrick
Das ist allerdings wirklich seltsam, da die Durchführung einer ADC-Konvertierung immer noch nicht so lange dauert . Ich erinnere mich nicht genau, aber ich möchte sagen, dass dies für eine 8-Bit-Auflösung in 8 Taktzyklen möglich ist.
Sherlellbc
@sherrellbc, ich würde kein DMM mit einem 8-Bit-ADC wollen ;-) Aber viele hochauflösende ADCs nehmen wirklich nur weniger als zehn Samples pro Sekunde auf.
PeterJ
Ich habe nur 8 Bit als Beispiel genommen, weil ich damit vertraut bin. Ich wollte darauf hinweisen, dass Antworten wie RedGrittyBrick oben nicht sehr sinnvoll sind, wenn man bedenkt, dass eine Erhöhung der Abtastrate, wie er erwähnte, keinen spürbaren Einfluss auf die Bildwiederholfrequenz des DMM haben sollte. Da muss noch etwas los sein - vielleicht ist es jetzt genauer und ändert sich in vergleichbarer Zeit weniger oft? Bei niedrigerer Auflösung gibt es möglicherweise mehr Rundungen, die zu fehlerhaften Messwerten führen, die dazu neigen, ein wenig herumzuspringen.
Sherlellbc
Es gibt keine richtige Antwort - Spheros doppelte rmap / integrierende Antwort völlig zu ignorieren, ist "riskant".
Russell McMahon
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Die Elektronik könnte das Display sowohl schneller als auch langsamer als 250 ms auffrischen. Der Kompromiss besteht darin, es so schnell zu aktualisieren, dass es schwer zu lesen ist, und so langsam, dass der Benutzer zwischen den Messwerten zu lange warten muss. 1/4 bis 1/2 Sekunde ist normalerweise eine gute Auffrischungsperiode.

Olin Lathrop
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Es ist also eine UI-Sache. Hm, es wäre schön, wenn dies konfigurierbar gemacht werden könnte, z. B. mit einer Taste, die durch 1/2/4/10/100 Hz oder so geht.
Duoran
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@ Duoran: Das würde keinen Sinn ergeben. Sie können einzelne Messwerte nicht viel schneller als 4 Hz sehen. Auch das kann nervig sein. 10 Hz oder mehr sind nutzlos. Bei einigen Segmenten der Ziffern wird eine Unschärfe angezeigt, sodass Sie keine Ahnung haben, wie hoch der Zahlenbereich ist. Sie können die Ausgabe einer 7-Segment-Anzeige nicht reibungslos interpolieren.
Olin Lathrop
In der Tat würde ich keine einzelnen Messwerte sehen können, aber ich könnte möglicherweise einen Trend ableiten. Angenommen, ich möchte die Spannung an einem Ladekondensator beobachten (Platt's MAKE: Electronics enthält ein solches Experiment). Dies mit einer hohen Bildwiederholfrequenz zu tun, wäre für mich hilfreicher und informativer. (Kommentar bearbeitet, weil mein Tablet wieder kaputt gegangen ist, sorry).
Duoran
Vielleicht hätte ich sagen sollen: Beobachten Sie einen Trend, anstatt abzuleiten.
Duoran
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@ Duoran: Was Sie verlangen, ist für ein digitales Messgerät ungeeignet. Die niedrigen Ziffern wären eine Unschärfe, von der Sie keine nützlichen Informationen erhalten würden. Sie können den Trend anhand der höheren Ziffern erkennen, die langsam genug aktualisiert werden, aber dann haben Sie eine niedrigere Auflösung und eine langsamere Aktualisierungsrate. Sie sind wieder da, wo Sie angefangen haben, außer mit weniger Auflösung. Wenn Sie einen solchen Trend sehen möchten, verwenden Sie ein analoges Messgerät oder einen Datenlogger und zeichnen Sie die Zahlen anschließend auf.
Olin Lathrop