Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Chyby měření číslicového měřicího přístroje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak,

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Chyby měření číslicového měřicího přístroje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak,"— Transkript prezentace:

1 Chyby měření číslicového měřicího přístroje Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika DUM 1 Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /3 AutorIng. Miloš Zatloukal Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-El-EM/3-EL-1/16 Název DUMChyby měření číslicového měřicího přístroje Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP26-51-H/01 Obor vzděláváníElektrikář Vyučovací předmětElektrická měření Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 17 – 18 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: přehled základních chyb měření číslicových měřicích přístrojů. Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slova Měřicí přístroj, MP, analogový, číslicový, přesnost, absolutní chyba, relativní, chyba, třída přesnosti, RDG, FS, digit. Datum

3 Náplň výuky - absolutní chyba měření - relativní chyba měření - základní chyba měření - pracovní chyba měření - třída přesnosti měřicího přístroje - přesnost číslicového měřicího přístroje - základní - celková Chyby měření číslicového měřicího přístroje

4 Chyby měření měřicích přístrojů Chyba měření je odchylka mezi naměřenou a skutečnou (správnou) hodnotou měřené veličiny. Chyba měření závisí na více vlivech, zaměříme se na přesnost měřicích přístrojů. Přesnost měřicího přístroje je vyjádřena jeho třídou přesnosti. K jejímu vyjádření je potřeba definovat absolutní a relativní chybu měření. Absolutní chyba měření - značí se  X (velké řecké D = delta, D jako diference = rozdíl) - vypočítá se jako rozdíl dvou hodnot - naměřené (značí se X N ) a skutečné (správné) – (značí se XS)XS) Pozn. X je obecné označení měřené veličiny, pro napětí je to U, proud I apod.  X = XN XN – XSXS

5 Chyby měření měřicích přístrojů – absolutní chyba  X = XN XN – XSXS - jednotka absolutní chyby měření je stejná jakou má měřená veličina X - znaménko absolutní chyby závisí na obou hodnotách (X N, XS)XS) může být kladné i záporné - absolutní chyba má menší váhu než chyba relativní - oznamuje sice odchylku - neinformuje dostatečně o tom, z jaké hodnoty získaná odchylka je

6 Chyby měření měřicích přístrojů – relativní chyba Relativní chyba měření - značí se δ X (malé řecké d = delta, d jako diference = rozdíl) - využívá absolutní chybu - zlepšuje informační význam chyby tím, že ji porovnává se skutečnou hodnotou – po vynásobení 100 je tato v procentech (%)(%) - znaménko je dané znaménkem absolutní chyby (může být i záporné) informuje nejčastěji v procentech o přesnosti měření - někdy se odvozuje ne ze setin (procenta) ale z milióntin celku - (pak se udává jako ppm = parts per milion = jednotek z miliónu)

7 Chyby měření měřicích přístrojů – relativní chyba Relativní chyba měření - používá se pro stanovení přesnosti měřicího přístroje, tedy k určení jeho třídy přesnosti Jak zjistíme skutečnou hodnotu měřené veličiny? - nejčastěji tak, že ji změříme přesnějším měřicím přístrojem - někdy ji můžeme přečíst na štítku – platí pro normály – etalony (např. etalon el. odporu)

8 Chyby měření měřicích přístrojů Příklad – výpočet absolutní a relativní chyby měření proudu. Ampérmetrem s třídou přesnosti 1 byla naměřena hodnota 546 mA, přesnějším ampérmetrem (s třídou přesnosti 0,1) byla zjištěna hodnota 551,2 mA. Řešení Absolutní chyba:  X = XN XN – X S = 546 – 551,2 = -5,2 mA Relativní chyba:

9 Chyby měření měřicích přístrojů Základní chyba měření - je zaručená výrobcem měřicího přístroje, ale platí jen za dohodnutých (referenčních) podmínek měření (teplota, napájecí napětí…) - ideálním prostřením pro měření s touto chybou je laboratoř Pracovní chyba měření - platí pro měření v reálných podmínkách (větší rozsah teplot než referenčních 20 °C, větší kolísání napájecího napětí...) - je často větší než chyba základní, podle normy může být až 30 %

10 Chyby měření měřicích přístrojů – třída přesnosti Třída přesnosti měřicího přístroje - značí se δ TP - je to maximální (mezní) povolená relativní chyba pro určitý rozsah - třída přesnosti je v procentech a podle hodnoty absolutní chyby může být kladná i záporná  m - maximální (povolená) absolutní chyba měřicího přístroje XR - měřicí rozsah (jeho největší hodnota) Třídy přesnosti (podle ČSN) 0,05 – 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1 – 1,5 – 2,5 – 5 - čím menší číslo, tím je přístroj přesnější (má menší základní chybu)

11 Třída přesnosti měřicího přístroje Výhody, které vyznačení třídy přesnosti na měřicím přístroji má: - mezinárodně uznávaný parametr - lze pomocí ní přístroje vybrat a porovnat - přesnost přístrojů se dá pomocí ní kdykoliv testovat a ověřit - dá se z ní rychle vypočítat maximální absolutní chyba jakou přístroj při měření může mít (aby platila přesnost deklarovaná výrobcem) Příklad δ TP = 1,5 % pro rozsah 20 V, po dosazení pak odchylka od správné hodnoty (absolutní chyba) tedy může být max. od +1,5 % do - 1,5 % (tedy ±0,3 V)

12 Přesnost číslicového měřicího přístroje - je podobně jako u analogových měřicích přístrojů vyznačena výrobcem (ne ovšem na stupnici, nýbrž vzadu na přístroji nebo v technické dokumentaci s přístrojem dodávané - protože je číslicový přístroj obecně složitější (pokud jde o zpracování měřené veličiny – např:- A/Č převod - kvantování v čase a hodnotě - kódování čísel - apod. existují 2 způsoby vyjádření přesnosti (základní chyby) přístroje: - už to není jen jedno číslo jako u analogového (např. 1 = ±1 %)%) - jsou to 2 čísla, která nelze jednoduše sečíst - první se uvádí chyba z měřené hodnoty (při čtení) – RDG - druhý údaj je zapsán jednou ze dvou možností - jako chyba z rozsahu - FS nebo - jako nestabilita posledního místa displeje

13 Přesnost číslicového měřicího přístroje Základní chyba: A)δx = ±(δ1 + δ2) δ1 … chyba z naměřené hodnoty, je v % a konstantní pro celý měřicí rozsah, ještě se za číselný údaj připisuje RDG (reading = čtení) δ2 … chyba z měřicího rozsahu, ještě se za číselný údaj připisuje zkratka FS (Full Scale = plný rozsah), je také v % - chybu z hodnoty a z rozsahu není možno jednoduše sečíst Příklad: Multimetr Metex, typ MXD-4660A, stejnosměrné napětí, má základní chybu δU = ±(0,05 RDG + 0,015 FS) na rozsazích 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V, pro rozsah 1000 V je základní chyba přístroje δU = ±(0,1 RDG + 0,025 FS)

14 Přesnost číslicového měřicího přístroje Pokračování – druhý způsob vyjádření základní přesnosti B) δx = ±(δ1 + d) δ1 … chyba z naměřené hodnoty, je v % a konstantní pro celý měřicí rozsah, ještě se za číselný údaj připisuje RDG (reading = čtení) d … chyba vyjádřená jako počet jednotek (d = digitů) kolísání (nestability) posledního místa na displeji Příklad – 4,5 místný Multimetr Metex, typ MXD-4660A, stejnosměrný proud, má základní chybu δI = ±(0,3 RDG + 3 digits) na rozsazích 2 mA, 20 mA, 200 mA δI = ±(0,5 RDG + 3 digits) na rozsahu 20 A d a δ2 se dají jednoduše přepočítat - parametrem je zde počet možných zobrazení na displeji - nebo také max. zobrazitelné číslo zvětšené o 1 – (pro samé nuly)

15 Přesnost číslicového měřicího přístroje Př. U 4,5 místného multimetru uvádí výrobce základní chybu měření odporu ve tvaru δR = ±(0,5% + 5 digits). Přepočítejte d na δ2δ2 Řešení: d určíme jako (samé nuly) = δR = ±(δ1 + δ2) = ±(0,5 RDG + 0,025 FS)

16 Celková přesnost číslicového měřicího přístroje Celková přesnost (relativní chyba) číslicového měřicího přístroje pak závisí na rozsahu a měřené hodnotě podle vztahu: X R … měřicí rozsah (maximální hodnota) X M… měřená hodnota Příklad: Základní chyba 4,5 místného multimetru je podle výrobce ±(0,05 RDG + 0,015 FS) Určete celkovou relativní chybu pro měření napětí 15 V na rozsahu 20 V.

17 Kontrolní otázky 1.4,5 místný číslicový multimetr zobrazí na displeji max. číselnou hodnotu: a)199 b)1999 c) Měříme napětí v mV. Při určování chyb měření a třídy přesnosti nemá jednotku %: a)Třída přesnosti b)Relativní chyba c)Absolutní chyba 3.Údaj výrobce číslicového multimetru zní ±(0,05 + 0,015). Co neplatí?: a)0,05 je chyba z hodnoty a 0,015 z rozsahu, vše v % b)Jde o celkovou chybu měření c)Jde o základní chybu a je možné ji vyjádřit také jako ±(0,05 RDG + 0,015 FS)

18 Kontrolní otázky – správné odpovědi červeně 1.4,5 místný číslicový multimetr zobrazí na displeji max. číselnou hodnotu: a)199 b)1999 c) Měříme napětí v mV. Při určování chyb měření a třídy přesnosti nemá jednotku %: a)Třída přesnosti b)Relativní chyba c)Absolutní chyba 3.Údaj výrobce číslicového multimetru zní ±(0,05 + 0,015). Co neplatí?: a)0,05 je chyba z hodnoty a 0,015 z rozsahu, vše v % b)Jde o celkovou chybu měření c)Jde o základní chybu a je možné ji vyjádřit také jako ±(0,05 RDG + 0,015 FS)

19 Seznam použité literatury: [1] Vitejček, E.: Elektrické měření, SNTL, Praha, 1974 [2] Fiala, M., Vrožina, M., Hercik, J.: Elektrotechnická měření I, SNTL, Praha, 1986

20 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Chyby měření číslicového měřicího přístroje Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak,"

Podobné prezentace


Reklamy Google