Wiersz karty katalogowej o treści ±(0,5% + 2) nie jest twierdzeniem, że miernik myli się o pół procenta. To dwa błędy dodane do siebie. Pierwszy człon to procent tego, co akurat pokazuje wyświetlacz, więc rośnie razem z odczytem. Drugi to stała liczba zliczeń na ostatniej cyfrze, więc pozostaje taka sama w każdym miejscu zakresu. Na zakresie 200 V przy 100,0 V na wyświetlaczu pierwszy człon wynosi 0,5 V, a drugi 0,2 V, co umieszcza rzeczywiste napięcie gdzieś między 99,3 V a 100,7 V.
Nasza fabryka w Wenzhou od lat składa mierniki 1999 i 6000 zliczeń na tym samym stanowisku, a to samo porównanie źle wypada w większości zapytań ofertowych. Kupujący stawia miernik 1999 zliczeń wyceniany na ±(0,5% + 2) obok miernika 6000 zliczeń wycenianego na ±(0,8% + 5) i wnioskuje, że pierwszy jest dokładniejszy. Na większości zakresu jest odwrotnie, bo odczyt leży wyżej na skali, a każde zliczenie jest warte mniej woltów.
Procent i zliczenia mierzą co innego
Człon procentowy pochodzi z części wyznaczających nachylenie pomiaru: dzielnika napięcia, referencji, analogowego toru wejściowego. Jeśli dzielnik jest przesunięty o 0,5%, każdy odczyt na tym zakresie jest przesunięty o 0,5% swojej wartości. Dziesięć woltów myli się o 50 mV, a czterysta woltów o dwa wolty, i oba opisuje ta sama liczba w karcie katalogowej.
Człon zliczeń jest inny co do rodzaju. To stały zapas w krokach wyświetlacza, pokrywający błąd kwantyzacji przetwornika oraz zaokrąglenie, które zachodzi przy zamianie liczby binarnej na cyfrę dziesiętną. Ponieważ jest wyrażony w zliczeniach, a nie w woltach, to samo „+2” jest warte 0,2 mV na zakresie 200 mV i 2 V na zakresie 1000 V. Dlatego karty katalogowej nie można czytać jako jednej wartości dokładności i dlatego dwa mierniki, które oba podają „0,5%”, nie są wymienne.
Przełożenie liczby na rzeczywisty wyświetlacz
Miernik 1999 zliczeń dzieli zakres na 2000 kroków, więc jedno zliczenie to w przybliżeniu pełny zakres podzielony przez dwa tysiące. Na zakresie 200 V pełny zakres to 199,9 V, a jedno zliczenie to 0,1 V. Poniższa tabela przeprowadza tę samą specyfikację ±(0,5% + 2) przez pięć zakresów napięcia stałego typowego przyrządu 1999 zliczeń.
| Odczyt na wyświetlaczu | Ile warte jest jedno zliczenie | Maksymalny dopuszczalny błąd przy ±(0,5% + 2) |
|---|---|---|
| 100,0 mV | 0,1 mV | 0,5 mV plus 0,2 mV, czyli ±0,7 mV |
| 1,000 V | 1 mV | 5 mV plus 2 mV, czyli ±7 mV |
| 10,00 V | 10 mV | 50 mV plus 20 mV, czyli ±70 mV |
| 100,0 V | 100 mV | 0,5 V plus 0,2 V, czyli ±0,7 V |
| 700 V | 1 V | 3,5 V plus 2 V, czyli ±5,5 V |
Przeczytaj ostatnią kolumnę z góry na dół, a kształt problemu staje się oczywisty. Człon zliczeń jest trywialny na zakresie miliwoltowym i stanowi ponad jedną trzecią całkowitego błędu na zakresie 1000 V. Kupujący, który musi rozdzielić jeden wolt przy odczycie czterystu woltów, wcale nie jest ograniczony przez procent. Kupujący, który musi rozdzielić jedną dziesiątą miliwolta przy odczycie dwóch woltów, jest.
Dlaczego ostatniej cyfrze nigdy do końca nie ufamy
Włącz miernik bez podłączonych przewodów, a ostatnia cyfra często przeskakuje między dwiema wartościami. Ten ruch to widoczny błąd zliczeń: przetwornik wytwarza liczbę leżącą na granicy dwóch kroków wyświetlacza i przyrząd zmienia ją na przemian. To nie usterka i nie znaczy, że miernik jest gorszy niż jego specyfikacja.
Praktyczny wniosek jest taki, że ostatnia cyfra nie niesie informacji, na której można polegać. Odczyt 12,34 V na mierniku, którego ostatnia cyfra jest warta 10 mV, należy traktować jako 12,34 V z dokładnością do całego budżetu ±(0,5% + 2), a nie jako liczbę dokładną co do pokazanej cyfry. Kupujący czasem proszą o miernik ze stabilniejszą ostatnią cyfrą, a zwykle potrzebują miernika z większą liczbą zliczeń, żeby cyfra, na której im zależy, nie była ostatnia.
Ten sam miernik jest dokładniejszy na jednych zakresach niż na innych
Ponieważ procent jest związany z odczytem, a nie z zakresem, najgorszym miejscem do pomiaru jest dolna część zakresu. Odczyt 2,00 V na zakresie 20 V stawia miernik na jednej dziesiątej pełnego zakresu, gdzie wyświetlacz ma mniej cyfr znaczących, a człon zliczeń stanowi większą część wyniku. Odczyt 19,00 V na tym samym zakresie jest pięć razy lepszy w wartościach bezwzględnych z tego samego przyrządu.
Wynikająca z tego zasada jest prosta i warto ją przekazać każdemu, kto używa miernika. Wybierz zakres, który utrzymuje odczyt możliwie wysoko, nie przekraczając go. Jeśli odczyt ma wynosić około 12 V, właściwy jest zakres 20 V, a zakres 200 V marnuje cyfrę. Większość nowoczesnych przyrządów robi to automatycznie, ale model z ręcznym wyborem zakresu zostawia wybór operatorowi, a operator zwykle zostawia pokrętło tam, gdzie było.
Czego karta katalogowa nie podaje
W prawie każdym wierszu dokładności brakuje trzech rzeczy. Pierwsza to współczynnik temperaturowy, zwykle podawany osobno jako ułamek podanej dokładności na stopień poza przedziałem od 18 do 28 stopni. Miernik przechowywany latem w tylnej części furgonetki jest poza tym przedziałem, a budżet błędu rośnie w sposób, którego nagłówkowy wiersz nie pokazuje.
Druga to rezystancja przewodów pomiarowych. Na zakresie 200 omów para zwykłych przewodów wnosi kilka dziesiątych oma, co może być większe niż tolerancja samego odczytu. Trzecia to napięcie obciążenia na zakresach prądowych: miernik wstawia rezystancję szeregowo z obwodem, a na niskich zakresach prądowych ta rezystancja zmienia sam mierzony prąd. Żadna z tych rzeczy nie jest wadą. Wszystkie trzy oznaczają, że wiersz karty opisuje przyrząd, a nie pomiar.
Porównywanie dwóch kart bez wprowadzania się w błąd
Aby porównać dwa przyrządy, przelicz obie specyfikacje na ten sam odczyt w tych samych jednostkach. Miernik 6000 zliczeń z ±(0,5% + 5) przy 100,00 V rozdziela 0,01 V na zliczenie, więc jego zapas wynosi 0,5 V plus 0,05 V. Miernik 1999 zliczeń z ±(0,5% + 2) przy 100,0 V rozdziela 0,1 V na zliczenie, więc jego zapas wynosi 0,5 V plus 0,2 V. Procenty się zgadzają, a sumy różnią się czterokrotnie.
Oferta, która podaje sam procent bez członu zliczeń, jest niekompletna, a oferta, która podaje człon zliczeń bez rozdzielczości, jest nieczytelna. Poproś o jedno i drugie. To jedna wiadomość i usuwa większość niejasności z porównania, które inaczej rozstrzyga się tym, w której broszurze była większa czcionka.
O co zapytać przed złożeniem zamówienia
Cztery pytania rozstrzygają wymaganie dokładności, zanim trafi ono do zamówienia zakupu. Na jakim zakresie użytkownik faktycznie będzie pracował? Jaka jest najmniejsza zmiana tego odczytu, która ma znaczenie? Jak daleko od temperatury pokojowej przyrząd będzie przechowywany i używany? I jakiej referencji użyje kontrola przyjęcia, aby przyjąć albo odrzucić partię?
Odpowiedzi zwykle zmieniają specyfikację. Warsztat sprawdzający akumulatory 12 V nie potrzebuje wyświetlacza 6000 zliczeń, a laboratorium porównujące boczniki przy kilku miliwoltach potrzebuje. Rozstrzygnięcie tego przed etapem próbki oznacza, że przychodząca próbka jest tą, która może przejść test odbioru, a nie tą, o którą trzeba się spierać po załadowaniu kontenera.
Jeśli trzymasz teraz w ręku dwa wiersze kart katalogowych, wyślij oba do naszego zespołu inżynierów wraz z odczytem, który musisz rozdzielić, i zakresem, na którym on leży. Inżynierowie w naszej fabryce w Wenzhou powiedzą, która klasa zliczeń i który zakres faktycznie obejmują ten odczyt, i poprą to egzemplarzem zmierzonym względem referencji, zanim zobowiążesz się do partii.