Jaka jest maksymalna dokładność pomiarów?

W tej rubryce przedstawiane są odpowiedzi na wybrane pytania dotyczące elektroniki, zawarte w komentarzach do postów i filmów, nadsyłane przez Patronów i Mecenasów oraz innych Czytelników za pomocą kanałów podanych na stronie: Zapytaj, odpowiedz.

(…) Jaka jest maksymalna dokładność pomiaru napięcia? (…) były fotografie multimetrów 8,5-cyfrowych (…) czy są mierniki 9,5- i 10,5-cyfrowe lub lepsze?

Odpowiedź na drugą cześć pytania jest prosta: otóż nie ma, ale dziś bez problemu można byłoby zrealizować mierniki, w tym woltomierze z wyświetlaczem 9,5-, 10,5- 11,5-, 12,5-cyfrowym.

Można zrealizować, tylko na ile cyferki na wyświetlaczu niosłyby wartościową, znaczącą informację?

Otóż liczba cyferek, czyli rozdzielczość wyświetlacza to jedno, a zupełnie czym innym jest dokładność wyniku pomiaru. Wyświetlacz nie ma praktycznie nic wspólnego z kwestią dokładności pomiarów.

O dokładności decydują właściwości obwodów pomiarowych przyrządu, a nie wyświetlacz, który ma tylko przedstawić wynik pomiaru.

Obecnie najlepsze, najdroższe i najdokładniejsze multimetry są 8,5-cyfrowe. Najprościej biorąc, nie buduje się multimetrów o rozdzielczości większej niż 8,5 cyfry, czyli o maksymalnym wskazaniu 200 000 000, ponieważ dodatkowe cyfry na wyświetlaczu nie niosłyby żadnej wartościowej informacji.

Odpowiedź na pierwszą część pytania jest trudniejsza. Otóż dziś najlepsze laboratoria dysponują wzorcami napięcia i wzorcami rezystancji, których dokładność i stabilność jest nawet lepsza niż 0,0000001% (0,001ppm = 1ppb).

Tak, ale to nie są mierniki, tylko wzorce, które wykorzystują efekty kwantowe w nadprzewodnikach i pracują w temperaturach blisko zera absolutnego.

Pochodzący z chińskiej strony rysunek 1 pokazuje tego rodzaju wzorce napięcia i rezystancji.

Takie kwantowe, kriogeniczne wzorce w praktyce służą do kalibracji innych wzorców i mierników. Mierników, które mają stabilność i dokładność dużo gorszą, z grubsza biorąc, nawet 1000 razy gorszą.

A dlaczego nie można zrealizować dokładniejszych mierników, które miałyby parametry porównywalne ze znakomitymi wzorcami kwantowymi?

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze październikowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 10/2023). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 10/2023 znajduje się tutaj.

 

Piotr Górecki

 

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć archiwalne numery znajdują się na stronie: https://piotr-gorecki.pl/n11