Een regel op een datasheet die ±(0,5% + 2) luidt, is geen bewering dat de meter er een half procent naast zit. Het zijn twee fouten die bij elkaar worden opgeteld. De eerste term is een percentage van wat het display toevallig toont, dus hij groeit naarmate de uitlezing groeit. De tweede is een vast aantal counts op het laatste cijfer, dus hij blijft overal in dat bereik gelijk. Op het 200 V-bereik met 100,0 V op het display is de eerste term 0,5 V en de tweede 0,2 V, wat de werkelijke spanning ergens tussen 99,3 V en 100,7 V legt.
Onze fabriek in Wenzhou bouwt al jaren 1999-count en 6000-count meters op dezelfde bank, en dezelfde vergelijking gaat in de meeste inkoopaanvragen mis. Een koper zet een 1999-count meter met een opgave van ±(0,5% + 2) naast een 6000-count meter met een opgave van ±(0,8% + 5) en concludeert dat de eerste nauwkeuriger is. Over het grootste deel van het bereik is het omgekeerde waar, omdat de uitlezing hoger op de schaal staat en elke count in volt minder waard is.
Het percentage en de counts meten verschillende dingen
De procentterm komt van de onderdelen die de helling van de meting bepalen: de spanningsdeler, de referentie, de analoge front-end. Als de deler 0,5% afwijkt, wijkt elke uitlezing in dat bereik 0,5% van zichzelf af. Tien volt mist 50 mV en vierhonderd volt mist twee volt, en beide worden door hetzelfde getal op de datasheet beschreven.
De countterm is van een andere aard. Het is een vaste marge in displaystappen, en ze dekt de quantisatiefout van de converter plus de afronding die optreedt wanneer een binair getal in een decimaal cijfer wordt omgezet. Omdat ze in counts wordt uitgedrukt en niet in volt, is dezelfde “+2” 0,2 mV waard op het 200 mV-bereik en 2 V op het 1000 V-bereik. Daarom kun je een datasheet niet als één accuratessecijfer lezen, en daarom zijn twee meters die beide “0,5%” zeggen niet uitwisselbaar.
Het getal doorrekenen op een echt display
Een 1999-count meter verdeelt een bereik in 2000 stappen, dus één count is ruwweg de volle schaal gedeeld door tweeduizend. Op het 200 V-bereik is de volle schaal 199,9 V en is één count 0,1 V. De tabel hieronder loopt dezelfde specificatie ±(0,5% + 2) door de vijf DC-spanningsbereiken van een typisch 1999-count instrument.
| Uitlezing op het display | Wat één count waard is | Totale toegestane fout bij ±(0,5% + 2) |
|---|---|---|
| 100,0 mV | 0,1 mV | 0,5 mV plus 0,2 mV, dus ±0,7 mV |
| 1,000 V | 1 mV | 5 mV plus 2 mV, dus ±7 mV |
| 10,00 V | 10 mV | 50 mV plus 20 mV, dus ±70 mV |
| 100,0 V | 100 mV | 0,5 V plus 0,2 V, dus ±0,7 V |
| 700 V | 1 V | 3,5 V plus 2 V, dus ±5,5 V |
Lees de laatste kolom van boven naar beneden en de vorm van het probleem wordt duidelijk. De countterm is verwaarloosbaar op het millivoltbereik en meer dan een derde van de totale fout op het 1000 V-bereik. Een koper die één volt wil onderscheiden op een uitlezing van vierhonderd volt, wordt helemaal niet door het percentage beperkt. Een koper die een tiende millivolt wil onderscheiden op een uitlezing van twee volt, wel.
Waarom het laatste cijfer nooit helemaal te vertrouwen is
Zet een meter aan zonder aangesloten snoeren en het laatste cijfer beweegt vaak tussen twee waarden. Die beweging is de countfout die zichtbaar wordt: de converter produceert een getal dat op de grens tussen twee displaystappen ligt, en het instrument wisselt. Het is geen defect en het betekent niet dat de meter slechter is dan zijn specificatie.
Het praktische gevolg is dat het laatste cijfer geen informatie draagt waarop je kunt vertrouwen. Een uitlezing van 12,34 V op een meter waarvan het laatste cijfer 10 mV waard is, moet worden behandeld als 12,34 V met een marge van het hele budget van ±(0,5% + 2), niet als een getal dat tot op het getoonde cijfer nauwkeurig is. Kopers vragen soms om een meter met een stabieler laatste cijfer, en wat ze meestal nodig hebben is een meter met meer counts, zodat het cijfer dat hen interesseert niet het laatste is.
Dezelfde meter is op sommige bereiken nauwkeuriger dan op andere
Omdat het percentage aan de uitlezing hangt en niet aan het bereik, is de slechtste plek om te meten de onderkant van een bereik. 2,00 V aflezen op het 20 V-bereik zet de meter op een tiende van de volle schaal, waar het display minder significante cijfers heeft en de countterm een groter deel van het antwoord is. 19,00 V aflezen op hetzelfde bereik is in absolute termen vijf keer beter met hetzelfde instrument.
De regel die daaruit volgt is eenvoudig en het doorgeven waard aan wie de meter ook gebruikt. Kies het bereik dat de uitlezing zo hoog mogelijk houdt zonder eroverheen te gaan. Als een uitlezing rond 12 V wordt verwacht, is het 20 V-bereik juist en verspilt het 200 V-bereik een cijfer. De meeste moderne instrumenten doen dit automatisch, maar een model met handmatige bereikkeuze laat de keuze aan de operator, en de operator laat de draaiknop meestal staan waar hij stond.
Wat de datasheet weglaat
Drie dingen ontbreken in bijna elke accuratesserij. Het eerste is de temperatuurcoëfficiënt, meestal apart vermeld als een fractie van de opgegeven accuratesse per graad buiten een band van 18 tot 28 graden. Een meter die in de zomer achter in een bus wordt bewaard, valt buiten die band, en het foutbudget groeit op een manier die de kopregel niet laat zien.
Het tweede is de weerstand van de meetsnoeren. Op het 200 ohm-bereik draagt een paar gewone snoeren enkele tienden van een ohm bij, wat groter kan zijn dan de tolerantie van de uitlezing zelf. Het derde is de burden-spanning op de stroombereiken: de meter zet een weerstand in serie met de schakeling, en op de lage stroombereiken verandert die weerstand precies de stroom die wordt gemeten. Geen van beide is een defect. Beide betekenen dat de datasheetregel het instrument beschrijft, niet de meting.
Twee datasheets vergelijken zonder misleid te worden
Om twee instrumenten te vergelijken, reken je beide specificaties om naar dezelfde uitlezing in dezelfde eenheden. Een 6000-count meter met ±(0,5% + 5) lost bij 100,00 V 0,01 V per count op, dus zijn marge is 0,5 V plus 0,05 V. Een 1999-count meter met ±(0,5% + 2) lost bij 100,0 V 0,1 V per count op, dus zijn marge is 0,5 V plus 0,2 V. De percentages komen overeen en de totalen verschillen een factor vier.
Een offerte die een kaal percentage geeft zonder countterm is onvolledig, en een offerte die een countterm geeft zonder resolutie is onleesbaar. Vraag beide. Het kost één bericht en het haalt het meeste van de dubbelzinnigheid weg uit een vergelijking die anders afhangt van welke brochure het grootste lettertype had.
Wat je vraagt voordat een order wordt geplaatst
Vier vragen beslechten een accuratesse-eis voordat ze een inkooporder bereikt. Op welk bereik werkt de gebruiker werkelijk? Wat is de kleinste verandering in die uitlezing die ertoe doet? Hoe ver van kamertemperatuur wordt het instrument bewaard en gebruikt? En welke referentie gebruikt de inkomende inspectie om een batch goed te keuren of af te keuren?
De antwoorden verschuiven de specificatie meestal. Een werkplaats die 12 V-accu’s controleert, heeft geen 6000-count display nodig, en een lab dat shunts bij een paar millivolt vergelijkt wel. Dit vóór de monstrefase beslissen betekent dat het monster dat aankomt het monster is dat de acceptatietest kan halen, in plaats van het monster waarover moet worden gediscussieerd nadat de container is geladen.
Als je nu twee datasheetregels in handen hebt, stuur ze dan beide naar ons engineeringteam met de uitlezing die je wilt onderscheiden en het bereik waarop die ligt. De ingenieurs van onze fabriek in Wenzhou vertellen je welke countklasse en welk bereik die uitlezing werkelijk dekken, en onderbouwen dat met een unit die tegen een referentie is gemeten voordat je je aan een batch vastlegt.