Altifigence Academy

7 / 32 · Konsep

Pembebanan mengubah apa yang Anda ukur

Hitung pembebanan masukan meter dan penguat alih-alih mengasumsikan impedansi tak hingga.

Setiap masukan yang terhubung merupakan beban

Masukan voltmeter atau penguat memiliki impedansi berhingga. Menghubungkannya menciptakan cabang, dan cabang mengubah KCL. Modelkan sumber dengan tegangan Thevenin dan resistansi seri, lalu modelkan masukan dengan resistansi ke ground untuk perhitungan DC ini. Pada frekuensi lebih tinggi, kapasitansi masukan juga penting; resistansi DC yang dikutip saja tidak dapat memprediksi bentuk gelombang cepat.

Misalkan sensor menghasilkan 1 V rangkaian terbuka dan memiliki resistansi sumber 100 kΩ. Meter 1 MΩ membaca 1×1000/(100+1000)=0.9090911\times1000/(100+1000)=0.909091 V. Kesalahan sekitar 9.09% disebabkan oleh koneksi pengukuran, meskipun meter itu sendiri terkalibrasi sempurna. Masukan 10 MΩ membaca 0.990099 V, sekitar 0.99% lebih rendah.

Tetapkan anggaran kesalahan

Untuk beban resistif, fraksi penurunan terhadap rangkaian terbuka adalah RS/(RS+RL)R_S/(R_S+R_L). Agar di bawah 1%, wajibkan RL>99RSR_L>99R_S. Kesamaan memberi tepat 1%. Aturan umum “sepuluh kali lebih besar” memberi penurunan sekitar 9.09%, sehingga tidak memadai ketika persyaratannya 1%.

Penguat dapat mengisolasi sumber jika resistansi masukannya cukup tinggi dan keluarannya dapat menggerakkan tahap berikutnya. Arus bias masukan memperkenalkan kesalahan tegangan lain melalui resistansi sumber. Misalnya, 10 nA melalui 100 kΩ memberi 1 mV. Arus bias, resistansi masukan, dan kapasitansi masukan merupakan efek terpisah; satu spesifikasi baik tidak menghilangkan yang lain.

Buat perbandingan diagnostik

Prediksi pengukuran dengan masukan terhubung dan terlepas. Jika sensor berimpedansi tinggi tampak benar dengan satu instrumen tetapi rendah dengan yang lain, bandingkan impedansi instrumen sebelum mengganti sensor. Dokumentasikan probe atau mode meter yang sebenarnya karena mode yang dapat dipilih mungkin menggunakan impedansi berbeda. Jaga kabel pengukuran pendek untuk pekerjaan AC berikutnya, dan catat koneksi ground. Rangkaian yang diukur mencakup instrumen Anda, bukan hanya komponen pada halaman asli.

Untuk sumber berimpedansi rendah 100 Ω yang menggerakkan 1 MΩ, penurunannya hanya sekitar 0.01%; ini menunjukkan kapan pembebanan dapat diabaikan secara wajar alih-alih menganggap semua pengukuran sama-sama mengganggu.

Coba sendiri

Sumber 2 V dengan RS = 20 kΩ menggerakkan masukan 100 kΩ. Tegangan berapa yang tiba?

Baca penjelasan

V = 2 × 100/(20+100) = 1.666667 V. Penurunannya 16.6667%. Masukan 2 MΩ akan mengurangi penurunan menjadi sekitar 0.9901%.

Pilihan berlaku di peramban ini. Ubah kapan saja di bagian bawah halaman.