Chyby digitálních měřicích přístrojů

I když se s principy digitálních (číslicových) měřicích přístrojů seznámíme (podle zaměření buď v letošním nebo v příštím roce), budeme se s těmito přístroji praktických měřeních setkávat velmi často a proto je nutné, abychom se naučili i chyby těchto přístrojů. Řada lidí se domnívá, že digitální přístroje jsou absolutně přesné, že analogové přístroje s nimi nelze srovnávat, ale u běžných digitálních multimetrů (v cenové relaci do 4000 Kč) je spíše opak pravdou. Tyto přístroje měří poměrně slušně pouze stejnosměrné napětí, ostatní veličiny pak s několikanásobně větší chybou než přesné přístroje analogové, protože se u těchto přístrojů všechny měřené veličiny převádí pomocí převodníků na stejnosměrné napětí. Tyto převodníky pak zanáší do měření další chybu. Je tedy naprostá hloupost ověřovat třídu přesnosti analogového přístroje pomocí kapesního multimetru.

Většina výrobců digitálních přístrojů udává přesnost přístroje (tzv. základní chybu) ve tvaru

 ,

někteří ve tvaru

 ,

kde:

  - chyba z naměřené hodnoty, bývá vyjádřena v % a je v celém měřicím rozsahu konstantní, někdy se za ni připisuje značka rdg (reading - čtení)

    - chyba z měřicího rozsahu, nelze ji s chybou z naměřené hodnoty prostě sečíst, někdy se za ni připisuje značka FS (full scale - plný rozsah).

   - chyba udaná v počtu digitů (jednotek) posledního místa displeje. Její přepočet na chybu z měřicího rozsahu závisí na počtu zobrazovaných míst displeje. Přepočet na procentní chybu z měřicího rozsahu je jednoduchý:

Celkovou relativní chybu digitálního přístroje při měření vypočteme podle vztahu:

,

kde:

   XR - hodnota měřicího rozsahu,

   XM - měřená hodnota.

Příklad

Číslicový voltmetr má pro rozsah 200V základní chybu ±(0,9 rdg + 0,1 FS). Zjistěte relativní chybu měření napětí U1 = 100V a U2 = 180V na tomto rozsahu.

Příklad

Chyba číslicového multimetru s 31/2 místným displejem (maximální indikovaná hodnota je 1999) je pro měření střídavého proudu udána ve tvaru = ±(1 ,5 % + 7 dibit). Zjistěte velikost relativní chyby přístroje, měříme-li na rozsahu 2A proud 0,6A.

Maximální počet indikovaných jednotek je 2000.

Celková chyba má tvar: ±(1,5 rdg +0,35 FS)

Relativní chybu určíme ze vztahu:

Moderní digitální přístroje mají přepínání rozsahů automatické. Přístroj přepíná rozsahy tak, aby bylo při měření vždy dosaženo maximální přesnosti. Na kterém rozsahu přístroj právě měří, zjistíme snadno podle maximálního počtu zobrazovaných míst. Multimetr s maximální hodnotou 4999 přepíná např. při měření napětí automaticky rozsahy 500mV - 5V - 50V - 500V. Multimetr s maximální hodnotou 1999 má rozsahy 200mV - 2V - 20V - 200V. Přepínání rozsahů pro měření ostatních veličin probíhá obdobně. Některé multimetry mají samozřejmě i více rozsahů, to záleží na provedení přístroje. Chyby multimetrů pro jednotlivé rozsahy i hodnotu těchto rozsahů najdete v návodu použití k přístroji.

Tip na materiál o měření naleznete zde...