隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，科研和生產(chǎn)中對(duì)數(shù)字多用表（以下簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)字表）的顯示位數(shù)、分辨力、測(cè)試精度和測(cè)試功能的要求不斷提高。二十多年前，隨著多斜積分技術(shù)的成熟、高精度器件成本的不斷降低，價(jià)格不足一萬(wàn)元人民幣的六位半數(shù)字表產(chǎn)品開(kāi)始替代五位和五位半產(chǎn)品，成為科研人員的標(biāo)配儀器。近十多年來(lái)，六位半數(shù)字表逐步進(jìn)入高端電子產(chǎn)品產(chǎn)線，如手機(jī)用元器件和部件、高精度傳感器和鋰離子電芯的篩選和生產(chǎn)測(cè)試。當(dāng)前，七位半、八位半數(shù)字表已經(jīng)不是計(jì)量部門(mén)的專(zhuān)用設(shè)備，越來(lái)越多地成為研發(fā)人員和生產(chǎn)測(cè)試人員的案頭工具。這里我們簡(jiǎn)單討論從六位半升級(jí)到七位半的必要性，為大家測(cè)試工作提供選型參考。

一、數(shù)字表的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)和相互關(guān)系

01  顯示位數(shù)和分辨力

我們這里所談的六位半、七位半是指數(shù)字表的顯示位數(shù)。它與數(shù)字表的分辨力相關(guān)，而決定分辨力的是數(shù)字表電路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。三者的關(guān)系如下表舉例，實(shí)際應(yīng)用中不一定嚴(yán)格按此對(duì)應(yīng)。

表一、數(shù)字表的顯示位數(shù)、ADC位數(shù)和分辨力的關(guān)系

我們以直流電壓1V檔為例，當(dāng)我們用16位ADC的數(shù)字表測(cè)量它時(shí)，其分辨力為：

分辨力==≈0.00002V

這個(gè)分辨力對(duì)應(yīng)十進(jìn)制顯示的數(shù)字表時(shí)，就是四位半。最前面一位只顯示0和1，故稱(chēng)半位。

02  精度

指測(cè)量結(jié)果的?可重復(fù)性與接近真值的程度?，通常用?最大允許誤差范圍?表示。數(shù)字表廠家一般會(huì)給出校準(zhǔn)后相對(duì)于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的24小時(shí)、90天和1年的相對(duì)誤差范圍。表示方式為±（讀數(shù)%+量程%）。

03  精度與分辨力的關(guān)系

首先這是兩個(gè)不同的概念；其次廠家設(shè)計(jì)數(shù)字表時(shí)，一般會(huì)把顯示位數(shù)的最低位對(duì)應(yīng)到分辨力位，而誤差位要高于分辨力位。這樣，我們既能知道誤差范圍，又可以清晰分辨測(cè)試值的最小變化。反之，雖然數(shù)字表滿(mǎn)足測(cè)量精度要求，但因?yàn)榉直媪Σ蛔?，則無(wú)法正確讀出數(shù)值。

04  精度與顯示位數(shù)的關(guān)系

一般情況下，顯示位數(shù)高的數(shù)字表，精度就更高、誤差更小。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)字表的1V檔誤差范圍在±xuV時(shí)，顯示位數(shù)一般會(huì)設(shè)計(jì)成七位半，分辨力位在0.1uV。

05  工頻周期（PLC）

數(shù)字表測(cè)試時(shí)一般會(huì)要求操作人員選擇測(cè)試的工頻周期（Power Line Circle），目的是消除由于無(wú)處不在的工頻干擾對(duì)于測(cè)量的影響。如果要達(dá)到與六位半對(duì)應(yīng)的精度（1ppm分辨力），最少需要一個(gè)完整的工頻周期的積分時(shí)間，才能把正負(fù)半周的紋波抵消。而要達(dá)到七位半對(duì)應(yīng)的精度（0.1ppm分辨力），則最少需要十個(gè)PLC的積分時(shí)間。

二、什么情況下需要七位半的數(shù)字表

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)六位半數(shù)字表滿(mǎn)足不了測(cè)試精度和分辨力要求時(shí)，則需要七位半甚至八位半數(shù)字表，下表是各分辨率數(shù)字表最常用的應(yīng)用方向。

1、鋰離子電池OCV測(cè)試

隨著鋰電池生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于電芯一致性測(cè)試（OCV測(cè)試）的誤差要求已經(jīng)提高到±0.1mV。我們粗略計(jì)算一下，六位半數(shù)字表和七位半數(shù)字表哪個(gè)可以滿(mǎn)足需要。鋰離子電池充滿(mǎn)電時(shí)的電壓約為4.2～4.4V。為了計(jì)算方便，我們?nèi)?V。航天測(cè)控公司的AMC93210六位半數(shù)字表10V檔的年精度為±（讀數(shù)0.0035%+量程0.0005%），據(jù)此，我們算出此數(shù)字表讀數(shù)為5V時(shí)的誤差范圍為：±（5*0.0035%+10*0.0005%）=±（0.175mV+0.05mV）=±0.225mV。顯然，無(wú)法滿(mǎn)足新工藝下電芯OCV測(cè)試需求。