Znaczenie rozdzielczości w multimetrze

Rozdzielczość multimetru? Co to znaczy?

Weźmy przykładowe zakresy pomiarowe:
1) Od 0 do 0,1 V.
2) Od 0 do 1000 V.

Ad 1)
Rozdzielczość 3 1/2 cyfry (2000) 
Dzielimy zakres pomiarowy 100 mV / 2000 = 0,05 mV. Tak otrzymaliśmy minimalną wartość, którą miernik może pokazać na wyświetlaczu wynoszącą 0,1 mV.
- Maksymalne wskazanie: 199,9 mV.
- Minimalne wskazanie:        0,1 mV
(najmniejsze jest oczywiście 0,0 mV)

Rozdzielczość 4 1/2 cyfry (12000) 
Dzielimy zakres pomiarowy 100 mV / 12000 = 0,0083 mV. Tak otrzymaliśmy minimalną wartość, a miernik posiadający możliwość wyświetlenia czterech i pół cyfry pokaże  na wyświetlaczu:
- Maksymalne wskazanie: 199,99 mV
- Minimalne wskazanie:        0,01 mV.

Ad 2)
Rozdzielczość 3 1/2 cyfry (2000) 
Dzielimy zakres pomiarowy 700 V / 2000 = 0,35 V. Otrzymaliśmy minimalną wartość, którą miernik może pokazać na wyświetlaczu wynoszącą 1 V.
Na wyświetlaczy zobaczymy:
- Maksymalne wskazanie: 700 V.
- Minimalne wskazanie:        1 V.

Rozdzielczość 4 1/2 cyfry (12000)
Dzielimy zakres pomiarowy 700 V / 12000 = 0,0583 V. Otrzymaliśmy minimalną wartość, którą miernik może pokazać na wyświetlaczu wynoszącą 0,1 V.
Na wyświetlaczy zobaczymy:
- Maksymalne wskazanie: 700,0 V.
- Minimalne wskazanie:        0,1 V.

***

Rozdzielczość multimetru stanowi o jego możliwościach wyświetlenia najmniejszych wartości. Należy pamiętać, że zdolność do wyświetlenia małej wartości, nie oznacza że miernik potrafi dokładnie zmierzyć te wartość. Należy sprawdzić dokładność miernika i policzyć rachunek błędów.

Generalna zasada stanowi, że jeżeli wskazania miernika przekraczają "pełne cyfry" to dodaje się oznaczenie ½. Miernikiem, który ma takie równe wskazanie jest np. Fluke 45, mogący wyświetlić pięć cyfr od 00000 do 99999. Większość mierników potrafi przekroczyć zakres pomiarowy zamykający się w "pełnych cyfrach" - zazwyczaj o 20%. Ponieważ niektórzy producenci stworzyli mierniki potrafiące przekraczać ten zakres o więcej niż 20% to postanowili je wyróżnić dodając inne przyrostki niż  ½, stąd pojawiły się końcówki takie jak: ¾, ⅘, ⅞.

Należy pamiętać, że podawana rozdzielczość może odrobinę odbiegać od jej rzeczywistej wartości, czyli 2 000 może oznaczać 1999 (liczymy od zera) lub 300 000 może oznaczać maksymalnie 309 999 (duże liczby będę pisać ze spacjami, by poprawić ich czytelność).

*

Wyjaśniając bardziej technicznie: w przetwornikach a/c pracujących w kodzie BCD wyprowadza się bit, na pozycji bardziej znaczącej, niż najbardziej znaczący bit. Taki dodatkowy bit (zwany bitem przekroczenia) ma wagę odpowiadającą pełnemu zakresowi przetwarzania i zwiększa zakres przetwarzania o 100%. W opisie rozdzielczości przetwornika uzyskany w ten sposób zakres jest często oznaczany jako ½.
W ten sposób można jeszcze bardziej zwiększyć zakres przetwarzania wyprowadzając kolejne bity. Dwa bity przekroczenia zwiększają zakres o 300% (¾), a trzy bity o 700% (⅞)

***

Rozdzielczość to jednak nie wszystko! Należy wziąć pod uwagę błędy miernika (opisane w instrukcji obsługi) - należy liczyć rachunek błędów.

Ważne też są zakresy pomiarowe. Miernik o dużej rozdzielczości, ale i dużych zakresach pomiarowych, nie będzie dokładny. Proszę ponownie zobaczyć przykłady 1) i 2). Wraz ze zmianą zakresu pomiarowego na większy tracimy dokładność wyświetlanych wartości. Policzmy dla miernika 3 1/2 cyfry dokładność, gdyby zakresem pomiarowym było 0,01 V:
1 mV / 2000 = 0,005 mV
Miernik 3 1/2 cyfry w takim w takim przykładzie będzie mógł wyświetlić minimum 0,01 mV, czyli tyle samo co miernik o rozdzielczości 4 /12 z zakresem 0,2 V. Jednak miernik 3 1/2 (o trzykrotnie mniejszej rozdzielczości) będzie tu dokładniejszy - widać dlaczego?


Różne rozdzielczości i ich skróty:
       2 000 - 3½
       4 000 - 3¾
       6 000 - 3⅘
     10 000 - 4
     12 000 - 4½
     22 000 - 4½
     50 000 - 4⅘
     60 000 - 4 6/7
     80 000 - 4⅞
   100 000 - 5
   200 000 - 5½
   300 000 - 5¾
   500 000 - 5⅘
1 200 000 - ½
3 000 000 - 6¾

Przypomnę: 10 000 oznacza, że na wyświetlaczu posiadającym cztery cyfry zobaczymy wartości od 0000 do 9999 - czyli wyświetlacz może wyświetli dziesięć tysięcy różnych wartości.


Rozdzielczość przyrządu jest związana z możliwościami przetwornika analogowo-cyfrowego (A/D). Wymagania wobec przetwornika bez zaokrąglenia w górę:
1 cyfra ->   3,3 bit,       -20 dB
2 cyfry ->   6,6 bit,       -40 dB
3 cyfry ->   10 bit,        -60 dB
4 cyfry ->   13,3 bit,     -80 dB
5 cyfry ->   16,6 bit,   -100 dB
6 cyfry ->   19,9 bit,   -120 dB
7 cyfry ->   23,3 bit,   -140 dB
8 cyfry ->   26,6 bit,   -160 dB
9 cyfry ->   29,9 bit,   -180 dB


Rozdzielczości niektórych mierników:

Przenośne:
PM2717:                     10 000
Metrahit Outdoor:       12 000
DT-9929:                     40 000
DT-9979:                     50 000
Fluke 289:                   50 000
Metrahit 29S:             300 000
Sanwa 5000a:           500 000
Brymen BM857s:      500 000
Metrahit 30M:        1 200 000

Stołowe:
Mastech MS8040:      22 000
ISO-TECH IDM207:   40 000
Voltcraft VC650BT:    40 000
Vichy VC8145:           80 000
Fluke 45:                   100 000
Philips PM2525:       210 000
Keysight  34410A: 1 200 000   (HP, Agilent )
Keithley 2700:       1 200 000
Philips PM2534:    3 000 000
Philips PM2535:    3 000 000


***

Powrót do głównej strony o: 

Strona z zestawieniem parametrów mierników: 

***




Update: 2016.09.21
Create: 2015.03.22
Autor:
Etykiety: , , , , ,

1 komentarz:

  1. Anonimowy23 maja 2017 12:08

    dlaczego dla 3 i 1/2 cyfry dzielimy przez 2000, a dla 4 i 1/2 przez 12000 i skąd w przykładzie ad.2 bierze się zakres 700 zamiast 1000

    OdpowiedzUsuń

Subskrybuj: Komentarze do posta (Atom)