隨著電子技術的進步，科研和生產(chǎn)中對數(shù)字多用表（以下簡稱數(shù)字表）的顯示位數(shù)、分辨力、測試精度和測試功能的要求不斷提高。二十多年前，隨著多斜積分技術的成熟、高精度器件成本的不斷降低，價格不足一萬元人民幣的六位半數(shù)字表產(chǎn)品開始替代五位和五位半產(chǎn)品，成為科研人員的標配儀器。近十多年來，六位半數(shù)字表逐步進入高端電子產(chǎn)品產(chǎn)線，如手機用元器件和部件、高精度傳感器和鋰離子電芯的篩選和生產(chǎn)測試。當前，七位半、八位半數(shù)字表已經(jīng)不是計量部門的專用設備，越來越多地成為研發(fā)人員和生產(chǎn)測試人員的案頭工具。這里我們簡單討論從六位半升級到七位半的必要性，為大家測試工作提供選型參考。

一、數(shù)字表的幾個關鍵指標和相互關系

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，而決定分辨力的是數(shù)字表電路中的模數(shù)轉換器（ADC）。三者的關系如下表舉例，實際應用中不一定嚴格按此對應。

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

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

分辨力==≈0.00002V

這個分辨力對應十進制顯示的數(shù)字表時，就是四位半。最前面一位只顯示0和1，故稱半位。

02  精度

指測量結果的?可重復性與接近真值的程度?，通常用?最大允許誤差范圍?表示。數(shù)字表廠家一般會給出校準后相對于校準標準的24小時、90天和1年的相對誤差范圍。表示方式為±（讀數(shù)%+量程%）。

03  精度與分辨力的關系

首先這是兩個不同的概念；其次廠家設計數(shù)字表時，一般會把顯示位數(shù)的最低位對應到分辨力位，而誤差位要高于分辨力位。這樣，我們既能知道誤差范圍，又可以清晰分辨測試值的最小變化。反之，雖然數(shù)字表滿足測量精度要求，但因為分辨力不足，則無法正確讀出數(shù)值。

04  精度與顯示位數(shù)的關系

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。舉例來說，當數(shù)字表的1V檔誤差范圍在±xuV時，顯示位數(shù)一般會設計成七位半，分辨力位在0.1uV。

05  工頻周期（PLC）

數(shù)字表測試時一般會要求操作人員選擇測試的工頻周期（Power Line Circle），目的是消除由于無處不在的工頻干擾對于測量的影響。如果要達到與六位半對應的精度（1ppm分辨力），最少需要一個完整的工頻周期的積分時間，才能把正負半周的紋波抵消。而要達到七位半對應的精度（0.1ppm分辨力），則最少需要十個PLC的積分時間。

二、什么情況下需要七位半的數(shù)字表

簡單來說，當六位半數(shù)字表滿足不了測試精度和分辨力要求時，則需要七位半甚至八位半數(shù)字表，下表是各分辨率數(shù)字表最常用的應用方向。

1、鋰離子電池OCV測試

隨著鋰電池生產(chǎn)工藝的進步，電池生產(chǎn)企業(yè)對于電芯一致性測試（OCV測試）的誤差要求已經(jīng)提高到±0.1mV。我們粗略計算一下，六位半數(shù)字表和七位半數(shù)字表哪個可以滿足需要。鋰離子電池充滿電時的電壓約為4.2～4.4V。為了計算方便，我們?nèi)?V。航天測控公司的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時的誤差范圍為：±（5*0.0035%+10*0.0005%）=±（0.175mV+0.05mV）=±0.225mV。顯然，無法滿足新工藝下電芯OCV測試需求。