Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Osprzęt kablowy
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Dokładność mierników itp. zagadnienia.

05 Wrz 2011 22:49 4347 12
  • Poziom 24  
    Witam wszystkich. W związku z tematem:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=2078340&highlight=
    chciał bym rozpocząć dyskusję na temat parametrów mierników (multimetrów ale myślę ze można by rozszerzyć temat). Temat jest wg mnie bardzo istotny ( i aktualny ostatnio na elektrodzie pojawiło się dużo problemów związanych z wyborem miernika) a mimo wszystko dość wąsko omówiony na elektrodzie.
    Po pierwsze chciał bym się skupić na następujących zagadnieniach:
    -klasa miernika (dokładność)
    -związek miedzy dokładnością miernika a ilością cyfr (dyskusją miedzy mną a kolegą Quartz w przytoczonym wątku)
    -budowa mierników, rodzaj przetworników w nich stosowanych
    -kalibracja, wzorcowanie
    -jak poprawnie wykonywać pomiary (to zagadnienie powinno być w sumie na samym początku jako najważniejsze)

    Na sam początek może nieco powtórzę mój wywód dotyczący ilości cyfr i dokładności miernika. Na przykład weźmy dobry miernik o dokładności pomiaru napięcia stałego w zakresie 500mV-50V (w podzakresach 0.5V,5V,50V) równej 0.03%+2c. Przykładem takiego miernika mogą być Sanwa PC5000 czy Brymem Bm857A. Mierniki te mają wyświetlacz
    4 i 4/5 cyfry lub 5 i 4/5 cyfry (przy 4x krotnie wolniejszym próbkowaniu , jest to tryb wysokiej rozdzielczości).

    Wyobraźmy sobie ze dla napięcia 45.000V wykonujemy pomiar miernikiem o takich parametrach powinniśmy otrzymać wynik w granicach 45.000V±0.016V. Tutaj druga cyfra po przecinku obarczona jest błędem. Więc po co nam wyświetlacz 50.000 (albo 50.0000) skoro już 2 cyfra jest obarczona błędem a dalsze cyfry to fikcja literacka? Wydaje się ze wystarczył by wyświetlacz 3 i 4/5 cyfry.

    Ale teraz załóżmy ze na tym samym zakresie mierzymy napięcie równe 7.000V. Na wyświetlaczu powinien być wynik z zakresu 7.000V±0.004V. Otrzymujemy błąd rzędu 0.06% (uwzględniam błąd ostatniej „cyfry”) Dopiero 3 cyfra po przecinku obarczona jest błędem. Jeśli byśmy teraz użyli wyświetlacza 3 i 4/5 cyfry to otrzymali byśmy wynik 7.00V ostatnia cyfra jest nieznana bo jej nie wyświetlamy i otrzymujemy wtedy błąd równy 100%*0,009V/7V=0,12% czyli 2x większy niż przy wyświetlaczu 4 i 4/5 cyfry.

    Co z tego wynika? Dodatkowe cyfry nie są żadnym bajerem. Ich zadaniem jest możliwość odczytu wyniku pomiaru z takim samym błędem na całym zakresie. Ilość cyfr wyświetlanych powinna być większa niż ilość bezbłędnych cyfr. Niektórzy powiedzą ze w miernikach jak Sanwa czy Brymem to cyfry to bajer. Ale jak przeprowadzi się analogiczne rozważania dla laboratoryjnych mierników wzorcowych 8.5 cyfry o dokładność 3ppm (np. Fluke) okaże się ze też ostatnia cyfra często jest tylko fikcją. A nikt chyba nie posądzi producentów takich mierników o chwyt marketingowy czy sztuczne zawyżenia parametrów. Mam nadziej ze mój wywód jest dość jasny. Powtórzyłem go jeszcze raz bo wspomniany temat jest już w koszu i nikt raczej go już tam nie odnajdzie i nie będzie zainteresowany, a nawet jak to pewnie za jakiś czas zginie.

    A teraz mam pytanie czy w przytoczonych miernikach Sanwa i Brymem w trybie wysokiej rozdzielczości błąd maleje. Wg mnie tak. Próbkujemy 4x wolniej czyli pewnie wykonujemy 4 uśrednienia. Błąd maleje z pierwiastkiem ilości pomiarów czyli tutaj powinniśmy już mieć błąd rzędu 0.015%. Czy dobrze rozumuje?
  • Osprzęt kablowy
  • Poziom 30  
    Trochę tego jest przeczytałem całość i nasuwa mi się pytanie do czego Ci to w ogóle potrzebne ?
    Tzn. dokładność pomiaru do któregoś tam miejsca po przecinku ?
    To jest tylko multimetr, który ma jakiś tam przetwornik A/D, który zbiera wszystkie pomiary i to od niego zależy co pokaże miernik w głównej mierze. Nie znam się aż tak bardzo super na multimetrach kilka razy widziałem multimetry oparte na op-ampach zasilanych symetrycznie +/- czy są lepsze nie mam pojęcia. W praktyce najważniejsze w mierniku uniwersalnym jest to jak długo bateria trzyma, dobry wyświetlacz, czas przetwarzania, odporność na zakłócenia, True RMS czasem przydaje się funkcja HOLD, DUAL oraz b. ważne jest DOKŁADNOŚĆ POMIARU W ZALEŻNOŚCI OD TEMPERATURY OTOCZENIA
    paluszasty napisał:
    A teraz mam pytanie czy w przytoczonych miernikach Sanwa i Brymem w trybie wysokiej rozdzielczości błąd maleje.
    Powiem tak: używam metexa, któremu podkręciłem zegar o kilkaset % miernik jest teraz bardzo szybki, a błąd pomiaru analizuje mój mózg podświadomie. Kalibracja w praktyce ważna jest w częstościomierzach, miernikach pojemności/indukcyjności itp., które w multimetrach są z reguły tak kulawe, że kalibracja nie ma sensu. Co jest do wszystkiego, to jest do niczego. To jest tylko multimetr cyfrowy, który ma też swoje poważne wady i nie zmierzy tego, co zmierzy np. zwykły ustrój magnetoelektryczny. W praktyce w mierniku uniwerlsalnym najważniejsza jest znajomość teorii. Przekładając teorię na praktykę i tak dojdziesz do wniosku, że dokładność pomiaru do któregoś tam miejsca po przecinku jest bez znaczenia, zaś najważniejsze jest to, co masz w głowie. A najlepszym miernikiem są dwa mierniki, albo nawet kilka mierników. Osobiście nie wierzę w idealny pomiar bezpośredni chyba, że mam na papierze certyfikat z OMIG-u, że mój wzorzec jest skalibrowany i zapłaciłem za kalibrację 5 stów
  • Osprzęt kablowy
  • Poziom 24  
    Do czego jest mi to potrzebne? Hm lubię może sobie stwarzać problemy, zastanawiać się czemu, dlaczego po co. Owszem rzadko jest potrzebny dokładny pomiar ale np przy robieniu własnych mierników jest to istotne. A problemy związane z miernictwem elektrotechnicznym są bardzo istotne. Rozważania przeprowadziłem dla dość dokładnych multimetrów, jednak można analogiczne przeprowadzić je dla zwykłych mierników 3 i 1/2 cyfry na ICL710x których dokładność jest zazwyczaj rzędu 1%. To jaki jest przetwornik jest też ciekawe wg mnie, ale nie jest to raczej przetwornik D/A tylko A/D, obstawiam podwójnie całkujący.

    Dodano po 4 [minuty]:

    Po za tym post ten ma na celu m.in. zwrócenie uwagi jakie parametry są ważne przy wyborze miernika, przemyślenie co tak naprawdę mierzymy.Wydaje mi się również ze uświadomienie sobie błędów pomiarowych jest bardzo ważne i może komuś się to przydać.
  • Poziom 30  
    Tak już poprawiłem. W metexach są układy max130, a pomiędzy A/D, a LCD jest jeszcze CPU NEC
    Mi osobiście w zupełności wystarcza 3,1/2 cyfry jeśli potrzebuję czegoś więcej mam oscyloskop przenośny i kilka gratów dedykowanych pod konkretny pomiar. Mierników uniwersalnych używa się głównie po to, aby mieć pod ręką wstępną diagnozę, jakiś wstępny punkt zaczepienia. Układ całkujący dość istotny element jeśli masz na myśli układ inercyjny pierwszego rzędu, to przerabiając swojego metexa zauważyłem, że stałą czasową najlepiej dobrać eksperymentalnie tak aby była nie większa niż czas jednej próbki przesyłanej z przetwornika na wyświetlacz wtedy ostatnia cyfra po przecinku jest najstabilniejsza. Wg mnie w m-metrze im szybciej, tym lepiej, bo każda stracona sekunda kosztuje $$$ :D

    Dodano po 49 [minuty]:

    Chciałbym Ci napisać jeszcze, że miałem już sporo przyrządów i nigdy nie kupisz takiego, który będzie w 100% odpowiadał Twoim indywidualnym upodobaniom. Zawsze będzie coś do poprawki. Wszystkie graty, które mam są po przeróbkach niekoniecznie dużych. Czasem brakuje czegoś absolutnie drobnego. Dobrze, że poszukujesz czegoś niekonwencjonalnego - to jest dobre. Zawsze trzeba mieć własne podejście, ale jedna rzecz zawsze będzie ta sama: czas to pieniądz.
  • Poziom 24  
    Nie poszukuję żadnego miernika mam Brymena Bm857 i jestem z niego bardzo zadowolony. Teraz może kupił bym taki z podwójnym wyświetlaczem ale skoro mam ten to szkoda mi wydawać 600 czy 700zł. Mam też jakiś bazarowiec i kilka mierników starych wskazówkowych (i ich wyników jestem bardziej pewien niż tego bazarowca).

    W założonym temacie chodzi mi bardziej o omówienie poszczególnych parametrów itp (tak jak tą moja "analiza" ilości cyfr).

    Starego Metexa pewnei dało się przerobić, z nowszymi będzie pewnie gorzej.
  • Poziom 41  
    bc211, w przytoczonym temacie była mowa o miernikach stacjonarnych, więc parametr żywotności baterii nie jest ważny. Była też mowa o miernikach U, I, R. Więc nikt o f, C, i L nie wspominał. Do tego są inne urządzenia.
  • Poziom 30  
    Miałem na myśli, że pomiar napięcia stałego/zmiennego z taką dokładnością w praktyce jest potrzebny sporadycznie.
    W radiotechnice np. wystarczy w zupełności 3 zera po przec. Możecie się nie zgodzić.
    Nie pamiętam aby kiedykolwiek brakowało mi zer na wyświetlaczu.
  • Poziom 32  
    Nie mylisz przypadkiem dokładności z rozdzielczością?
  • Poziom 24  
    Rozdzielczość jest jak dla mnie związana z dokładnością. Tzn rozdzielczość determinowana jest przez dokładność a nie ilość wyświetlanych cyfr. Po co wyświetlać więcej cyfr już opisałem. Zastawaniem się trochę czemu producenci lepszych przyrządów (nawet Snwa czy brymem) w których wnętrzu na pewno siedzi mikrokontroler nie podają wyniku z dokładnością do ostatniego miejsca obarczonego błędem. Jedyny powód jaki mi przychodzi do głowy to to ze trzeba by zaokrąglać błędy co nie zawsze jest dobre.
  • Poziom 10  
    Mógłby ktoś raz jeszcze spróbować wytłumaczyć.
    1. Co to jest rozdzielczość (miernika czy wyswietlacza) na allegro stosują oznaczenia ±(0.8% +2d),
    http://dydaktyka.polsl.pl/ROZ5/mdabrowski/Dok...7%20pomiar%C3%B3w)/%C4%86w23-wprowadzenie.pdf tutaj można przeczytać :
    D – waga ostatniej cyfry wyświetlacza (rozdzielczość)
    ale i tak nie przemawia to do mnie :/
    2. Co znaczy, że wyświetlacz jest 3 i 4/5 - to znaczy, że mogę na nim wyświetlić 3 PEŁNE cyfry np. 000 i jakiś znak np. kropkę, przecinek?
  • Poziom 41  
    @krzakx rozdzielczość to ilość wyświetlanych cyfr, natomiast zapis 3 i 4/5 cyfry oznacza 3 pełne cyfry i np 1 lub 2 na przedzie, czyli maksymalne wskazanie to 2999, lub 1999 w wyświetlaczu 3 i 1/2 cyfry.
  • Poziom 10  
    OK rozumiem, dzięki.
    Przyznam, że mało logiczne. Rozumiem, że na wyświetlaczu 3 i 4/5 cyfry mogę wyświetlić max 4999 lub 5999 tak?

    Powiedz proszę jeszcze jak interpretować informację od sprzedawcy dot. dokładności:

    Pomiar napięcia stałego (DC)
    (...)
    do 20V z dokładnością ±(0.8% +2d)
    (...)
    Rozumiem, że:
    Pomiar wykonany takim urządzeniem może różnic się od wartości rzeczywistej ±0,8% tego co mi wyświetla i jeszcze ±2d tego nie rozumiem....
    mimo, że doczytałem się, że
    Cytat:
    d – waga ostatniej cyfry wyświetlacza (rozdzielczość)


    EDIT
    ok znalazlem
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2230213.html
  • Poziom 37  
    Koledzy przy całym szacunku do tych rozważań chciałbym zwrócić uwagę na jeden istotny parametr. Mianowicie temperaturę. Te wszystkie wydumane obliczenia dokładności całego toru pomiarowego, które i ja potrafię zrobić, są jedynie wydumane. Mierniki laboratoryjne są po części laboratoryjne dlatego, że są dokładne a po części, że pomiary przeprowadzane są w stabilnych warunkach pomieszczenia często wyposażonego w klimatyzację. Nie należy też zapominać o dryfcie temperaturowym dzielników, źródła wzorcowego przetwornika A/C oraz wzmacniaczy operacyjnych. Dryft temperaturowy może być powodowany przez samo prowadzenie pomiarów. A jak na to nałożymy zewnętrzne warunki środowiskowe to dopiero może być jazda z dokładnością :) .
    W dokładnych mienikach w procesie kalibracji a nawet wzorcowania do pamięci wbija się poprawki dla całego toru pomiarowego by z niedoskonałego miernika zrobić nieco lepszy.

    Skoro już został poruszony przyklad Sanwa PC5000 to jest to miernik dla pomiarów w warunkach może nie laboratoryjnych ale na pewno przemysłowych o sporej czystości pomieszczeń. Tak został spreparowany by łatwo było sprawdzać wskazania choćby termopar i to przy małych różnicach temperatur między końcami. Miernik pod tym względem zastępuje w sporej liczbie działań sporo droższe kalibratory i o to chodzi.