ماذا يعني ±(0.5% + 2) على ورقة بيانات الملتيميتر

السطر الذي يكتب ±(0.5% + 2) لا يقول إن الجهاز يخطئ بنصف بالمئة. هذان خطآن يُجمعان. الأول نسبة مئوية من القراءة التي تظهر على الشاشة، فيكبر كلما كبرت القراءة. والثاني عدد ثابت من العدّات في الرقم الأخير، ويبقى هو نفسه في كل موضع على ذلك المجال.

في مصنعنا في ونتشو تُجمَّع أجهزة من فئة 1999 عدة وأجهزة من فئة 6000 عدة على الطاولة نفسها، والمقارنة نفسها تنقلب في معظم طلبات الشراء. يضع المشتري جهازًا من 1999 عدة بتفاوت ±(0.5% + 2) إلى جانب جهاز من 6000 عدة بتفاوت ±(0.8% + 5) ويستنتج أن الأول أدق. وعلى معظم المجال يكون العكس هو الصحيح.

النسبة المئوية والعدّات تقيسان شيئين مختلفين

الحد النسبي يأتي من الأجزاء التي تحدد ميل المنحنى: مقسّم الجهد، والمرجع، والمقدمة التماثلية. إذا انحرف المقسّم بنسبة 0.5%، فإن كل قراءة على ذلك المجال تنحرف بنسبة 0.5% من قيمتها. عشرة فولت تخطئ بخمسين ميللي فولت، وأربعمئة فولت تخطئ بفولتتين، وورقة البيانات تصف الحالتين بالرقم نفسه.

حد العدّات مختلف في طبيعته. هو هامش ثابت بوحدات الخانة، يغطي خطأ التكميم في المحوّل ويغطي التقريب الذي يحدث عند تحويل رقم ثنائي إلى خانة عشرية. ولأنه مكتوب بالعدّات لا بالفولت، فإن «+2» نفسها تساوي 0.2 ميللي فولت على مجال 200 ميللي فولت، وتساوي فولتين على مجال 1000 فولت.

الحساب على شاشة من 1999 عدة

جهاز من 1999 عدة يقسّم المجال إلى نحو ألفي خطوة، فالعدّة الواحدة تساوي تقريبًا المدى الكامل مقسومًا على ألفين. على مجال 200 فولت يكون المدى الكامل 199.9 فولت، والعدّة الواحدة تساوي 0.1 فولت. والجدول أدناه يوزّع التفاوت نفسه ±(0.5% + 2) على خمسة مجالات نموذجية للجهد المستمر.

إذا قرأت العمود الأخير من أعلى إلى أسفل، تظهر صورة المشكلة. حد العدّات لا يكاد يُرى على مجال الميللي فولت، وهو أكثر من ثلث الخطأ الكلي على مجال 1000 فولت. من يحتاج إلى تمييز فولت واحد في قراءة قدرها أربعمئة فولت لا تعيقه النسبة المئوية إطلاقًا. ومن يحتاج إلى تمييز عُشر ميللي فولت في قراءة قدرها فولتان تعيقه النسبة نفسها.

لماذا لا يمكن الوثوق بالرقم الأخير

شغّل الجهاز دون توصيل المجسات، فغالبًا ما يتنقل الرقم الأخير بين قيمتين. هذه الحركة هي خطأ العدّات ظاهرًا للعين: المحوّل ينتج رقمًا يقع على الحد الفاصل بين خطوتين من خطوات العرض، فيتناقل الجهاز بينهما. ليست عيبًا، ولا تعني أن الجهاز أسوأ من مواصفته.

النتيجة العملية أن الرقم الأخير لا يحمل معلومة يمكن الاعتماد عليها. قراءة 12.34 فولت على جهاز تساوي فيه العدّة الأخيرة 10 ميللي فولت ينبغي أن تُفهم على أنها 12.34 فولت مع كل ميزانية ±(0.5% + 2)، لا كرقم دقيق حتى الخانة المعروضة.

الجهاز نفسه أدق على بعض المجالات

لأن النسبة المئوية مرتبطة بالقراءة لا بالمجال، فإن أسوأ موضع للقياس هو قاع المجال. قراءة 2.00 فولت على مجال 20 فولت تضع الجهاز عند عُشر المدى الكامل، حيث الخانات المعتبرة أقل وحيث يشكّل حد العدّات حصة أكبر من الجواب. وقراءة 19.00 فولت على المجال نفسه أفضل بخمس مرات بالقيمة المطلقة، والجهاز هو نفسه.

والقاعدة التي تخرج من ذلك واحدة وتستحق أن تُنقل إلى من سيستخدم الجهاز: اختر المجال الذي يُبقي القراءة أعلى ما يمكن دون تجاوز المدى. إذا كانت القراءة المتوقعة نحو 12 فولت، فمجال 20 فولت هو الصحيح، ومجال 200 فولت يهدر خانة. معظم الأجهزة الحديثة تفعل ذلك تلقائيًا، لكن الطراز ذا الاختيار اليدوي يترك القرار للمشغّل، والمشغّل عادةً يترك المفتاح حيث كان.

ما لا تذكره ورقة البيانات

ثلاثة أشياء تغيب عن كل سطر دقة تقريبًا. الأول معامل الحرارة، ويكتب عادةً منفصلًا كجزء من الدقة المعلنة لكل درجة خارج نطاق من 18 إلى 28 درجة. والجهاز الذي يبيت صيفًا في مؤخرة شاحنة يخرج من ذلك النطاق، فتتضخم ميزانية الخطأ بطريقة لا يُظهرها السطر الرئيسي.

والثاني مقاومة المجسات. على مجال 200 أوم يضيف زوج مجسات عادي بضعة أعشار الأوم، وقد يكون ذلك أكبر من سماحية القراءة نفسها. والثالث هبوط الجهد على مجالات التيار: الجهاز يُدخل مقاومة على التوالي مع الدائرة، وعلى مجالات التيار الصغير تغيّر تلك المقاومة التيار الذي يُقاس.

كيف تقارن ورقتَي بيانات دون أن تنخدع

للمقارنة، حوّل التفاوتين إلى القراءة نفسها وبالوحدة نفسها. جهاز من 6000 عدة بتفاوت ±(0.5% + 5) عند 100.00 فولت يميّز 0.01 فولت لكل عدّة، فيكون هامشه 0.5 فولت زائد 0.05 فولت. وجهاز من 1999 عدة بتفاوت ±(0.5% + 2) عند 100.0 فولت يميّز 0.1 فولت لكل عدّة، فيكون هامشه 0.5 فولت زائد 0.2 فولت. النسبتان متساويتان، والهامشان يفترقان بأربعة أضعاف.

عرض السعر الذي يذكر النسبة وحدها دون حد العدّات ناقص، والذي يذكر حد العدّات دون التمييز لا يُقرأ. اطلب الاثنين. الأمر رسالة واحدة، وهو يزيل معظم الغموض من مقارنة تنتهي في النهاية إلى أيهما كان خطّه أكبر في الكتيّب.

أربعة أسئلة قبل إصدار أمر الشراء

أربعة أسئلة تحسم متطلب الدقة قبل أن يتحول إلى أمر شراء. على أي مجال سيعمل المستخدم فعلًا؟ وما أصغر تغيّر في تلك القراءة يهم؟ وعلى أي مسافة من حرارة الغرفة سيُخزَّن الجهاز ويُستخدم؟ وبأي مرجع سيقبل فحص الاستلام الدفعة أو يرفضها؟

الأجوبة عادةً تحرّك المواصفة. ورشة تفحص بطاريات 12 فولت لا تحتاج شاشة من 6000 عدة، ومختبر يقارن تحويلات عند بضعة ميللي فولت يحتاجها. وحسم ذلك قبل مرحلة العيّنة يعني أن العيّنة التي تصل هي التي تجتاز الفحص، لا التي سيجري الجدال حولها بعد تحميل الحاوية.

إن كان أمامك الآن سطران من ورقتَي بيانات، أرسلهما إلى فريقنا الهندسي مع القراءة التي تحتاج إلى تمييزها والمجال الذي تقع عليه. سيقول لك مهندسونا في مصنع ونتشو أي فئة عدّات وأي مجال يغطيان تلك القراءة فعلًا، ويدعمون ذلك بوحدة مقيسة على مرجع قبل أن تلتزم بدفعة.