Здравствуйте, коллеги!
Удивлен, что в разделе, в котором обсуждаются очень интересные приборы, методы измерения и разработка, так мало уделено метрологии. Безусловно, ее касаются в тех или иных темах, но вот чтобы вот так, была одна тема, в которой можно бы было коснуться сути предмета, так и не припомню.

Предлагаю закрепить эту тему на равне с остальными закрепленными темами, думаю тема со временем наполнится полезными знаниями.

Вот лично у меня беда с практическим приложением метрологии к измерениям.
Беда в том, что в свое время не исписал толстую тетрадку, рассчитывая абсолютные и относительные погрешности (и многие другие), случайные и системные и прочие и прочие. Практическая метрология прошла мимо меня. Но честно говоря, очень интересно научится все это правильно и уверенно считать и понимать, что считаешь правильно и измеряешь физическую величину с определенной погрешностью, а не сферического коня в вакууме.

В следующем сообщении напишу пример моего расчета погрешности практического измерения на примере конкретного прибора и хотелось бы получить комментарий, правильно я считаю и если нет, в чем моя ошибка.

Жгите коллега!
Можете начать прям с азов, т.е. с прослеживаемости(traceability).


Я не удивлен, почему-то в кругу любителей всеобще принято считать, что метрология это не из мира сего, и любителям она не нужна. А то, что обычно около четверти мануала к прибору посвящено именно ей, все как-то предпочитают не замечать.
К тому-же эти вопросы всегда требуют дополнительного технического обеспечения и финансовых затрат, на что готовы идти далеко не все.

В кругу радиогубителей. У настоящих радиолюбителей с этим полный порядок, они вопросы погрешностей измерений никогда стороной не обходят.

Закинул в сундук книжку "Измерения для всех", Шабалин С. А.

В каждом описании на серьезный более- менее прибор есть формула погрешности, основная+ дополнительная из кучи составляющих. Никогда не видел чтобы кто-то пользовался этой формулой даже на проезводствах, и поверители на нее болт положили, поверку дедали только для основной погрешности

Возьмем простой пример измерения разности частот двух источников частоты например GPSDO и рубидия ( оба доступны любителям) с помощью обычного осцииллографа по вращению фигуры Лиссажу ( разность фаз). Частота 10 МГц. Как определить метрологическую точность метода?

Когда на столе есть сразу две эти сущности, то обычно там рядом стоит и нормальный частотомер(доступен любителям ), который может выступать в роли компаратора частот. Тогда картина разительно меняется, т.к. можно широко применять мат статистику при сравнении частот. А не "на глазок" с периодическими возгласами "ой, кажется оно двинулось!"....

Высосанный из пальца пример в общем, который вообщем-то даже в таком простом виде сформулирован некорректно.


Вся точность метода заканчивается на свойствах прокладки между осциллографом и стулом, и возможностями оной соотносить медленные сдвиги фаз с показаниями секундомера и записывать это на бумажку.
Но если очень хочется, то можно попробовать оценить набор данных вычислив СКО и проанализировав плотность распределения получившихся значений.


Метрология и понятия точности возникают не тогда когда сравниваются две неизвестные частоты, а тогда когда хотя-бы одна из них известна с известной точностью. А лучше когда известны две частоты с известной точностью.
Все остальное это мат статистика в чистом виде, не метрология.


Значит моя работа тут завершена, спасибо коллеги!

как ска3ал один студень...поймаф на себе взглял преподавателя
-"продолжайте професор, очень интересно! хотя нихрна не понятно"

Вопрос - а на какого этого нужно обычному радиолюбителю считать погрешности ? Ему же сертифицирован его поделки не требуется для сертификации на соответствие...

Разве что когда сам приборы себе изготовляет разве что, а так, для изготовления трехпрограмников, зачем она нужна белому человеку...

А то ведь метрология - это целая отдельная наука !

У нас метрология в 80 годах целый семестр занимала, и ещё один к ней шел - стандартизация. И то до звёзд ой как далеко было !

Припоминаю, несколько лет назад подобная тема под несколько другим названием здесь появлялась и форумчане даже вопросы задали ТС, но ТС больше не появился, и тема повисла ....

А вот и я подоспел со своим вопросом.
Начну прямо вот со школьного уровня и точности в вопросе измерений.

Имеется 34410а и табличка из его спецификаций:



И сразу вопрос - почему производители некоторых мультиметров в качестве погрешности "от диапазона" предлагают считать единицы младшего разряда, а некоторые - проценты "от диапазона"?

На всякий случай вот ссылка на спецификации от 34410а, которые я привожу.
https://mega.nz/file/cAo2XJYK#xkfdV-RrS ... b0ikbLBJlY

Допустим, измеряю я на диапазоне "100В" напряжение идеального источника постоянного тока величиной в 15 вольт мультиметром со сроком в год от последней поверки.
Погрешность от измеренного значения (15В) - 0.0040%=40ppm. А значит +/- 0.0006 В.
Погрешность от диапазона (100В) - 0.0006%=6ppm. А значит +/- 0.0006 В.
Температуру в расчет не берем, потому что дальше +/- 5 градусов от температуры калибровки мы вряд ли выпадем.

Итого, наша погрешность составляет +/- 0.0012 В. Таким образом, измерив идеально "сферические в вакууме" 15.00000 Вольт, худшее, что мы можем получить на экране мультиметра- 14.9988 В. - 15.0012 В.
Тут я думаю ошибиться сложно, но если что - поправьте.
Казалось бы все, ан-нет.

А вот следующая страница спецификаций. Шум АЦП при различном шаге NPLC.


И тут я начинаю дико тупить. Потому что совершенно непонятно, что с этим делать.
Этот шум входит в состав погрешности "от диапазона" или должен дополнительно прибавляться к погрешностям "от величины" и "от диапазона" ?

это не все варианты

Допустим при поверке мультиметр был на гране своих спецификаций, и соответственно поверку(подтверждение соответствия) прошел с пометкой - соответствует.
А через уже неделю из годовых спек вывалился, как тогда считать будешь?

Это был мягкий намек, что этим мультиметрам нужны не поверки, и не калибровки, а предусмотренная производителем процедура performance verification and adjustment. Содержащая в себе две итерации калибровки и одну итерацию настройки.

Запоминаем азы: Погрешности в даташите даются не от факта поверки, калибровки, сатанинского обряда, жертвоприношений и тд.... а от момента настройки.
По этому когда ты мне присылал ИОНА я тебе в ответ давал в месте с цифрами моих измерений и протоколы калибровок мультиметра до и после его настройки, где была четко фиксирована дата настройки.

Добавлено after 50 minutes 8 seconds:


Чтобы не тупить, надо обратится к окулисту, чтобы тот подобрал очки, которые позволят прочитать нумерованные сноски мелким шрифтом в низу каждой страницы, к примеру вот такую "1. Specifications are for 90 minute warm-up and 100 PLC.".
Другими словами, шум при 100plc входит в спецификацию по точности.
Обычно производители очень дотошно расписывают условия для тех или иных спецификаций. У некоторых этому посвящены отдельные разделы даташита.
Пример:



Там с боку графика четкая надпись есть "RMS noise (ppm of range)". Выкидывай весь мусор из головы, и читай то что написано производителем.
Додумывать за производителя - не нужно.

Добавлено after 47 minutes 41 second:

А некоторые предлагают считать uV/V, как к примеру Fluke. И что?
Я когда буду указывать спецификации на свое оборудование применю любую удобную мне единицу.

А потому, что есть стандартные требования на показатели точности АНАЛОГОВЫХ приборов, и С ЦИФРОВОЙ индикацией показаний.

Если прибор смешанный, например, как осциллограф, и в нем присутствуют оба метода вывода показаний, то и показатели точности должны быть двух видов - отдельно для цифровой и аналоговой части.

И будет ошибкой их путать или смешивать в одном лотке !

Публикуемые цифры являются показателями Гарантированной точности в период эксплуатации за указанный период, и не зависят от момента их тарировки.

Доказать сможете?
А если период эксплуатации 8 лет? что, тоже все останется в рамках этих цифр?
Глупостей не говорите! Эти приборы за 2-3 года выезжают из своих предельных спецификаций. Вернуть их в спецификацию можно только настройкой.
По этой причине производитель предписывает ЕЖЕГОДНУЮ НАСТРОЙКУ.

Manual Part Number 34410-90010


Specifications are only valid within the period stated from the last adjustment.
Перевод: нет свежей настройки прибора, ничего не гарантируем, никаких спецификаций.

anby, межповерочный интервал – срок, в течение которого производитель гарантирует указанную погрешность, при соблюдении им же указанных условий эксплуатации конкретного прибора. Он же указывает и полный срок эксплуатации прибора. И если кроме этого, он ещё указывает какие-то дополнительные калибровки, видимо не бесплатные, то это больше похоже на стрижку бабла, как например автопроизводители это делают на ТО. Вы ведь не думаете, что например в отличии от Мерседеса, выпускающего автомобили, чтоб денег заработать, Кейтли выпускает приборы, чтоб осчастливить покупателей и причинить им добро?
Конечно возможность калибровки, которая позволяет дополнительно уменьшать погрешность или восстанавливать её после устранения неисправности прибора, это определённо плюс производителю. Но это не значит, что в возможности калибровки, нет некоторой части "маркетинга".

Andrey_B - чуствуется, что у Вас никогда не было инженерных мультиметров.
Ну да... после всяких DT-830 которые все еще могут что-то измерять даже через 10+ лет эксплуатации, каноны метрологии Agilent/Keysight 34410A будет смотреться очень странно.




Ежегодная(или не реже раза в 2 года) настройка это одно из этих условий.

На тему отжима бабла, типичная практика, что пользователь за 3-4 года выплачивает полную стоимость прибора метрологической лаборатории. Если следовать букве документации.
(вне зависимости от того Fluke это, Keysight или Keithley)

Первый раз слышу термин "инженерный мультиметр", хотя почти десяток лет проработал в сфере ремонта всякой измериловки, хоть в основном и отечественной В1-*, В7-*. Модных и дорогих игрушек типа Кейтли 2450 в личном пользовании действительно никогда не имел, но тем не менее не единожды проходил циклы ремонт-настройка-калибровка-поверка разных приборов в полном соответствии с тем, что пишут их производители в описаниях.


Прописано в документации - вопросов нет. А если настройка произведена более 2х лет назад, прибор превращается в тыкву или таки какую-то точность всё же покажет?


Если следовать букве документации например В1-18, то такой практики не наблюдается. Хотя и В1-18 и Keysight 34410A функционируют согласно одним тем-же законам физики. Это я к чему, во всём должен присутствовать здравый смысл и рациональность, а не слепое следование инструкции, или наоборот полного её игнорирования. Особенно это всё актуально в свете того, что у того же Keysight покупатели из России сейчас забанены, и скорее всего официально процедуры настройки они пройти не смогут. А работать надо.

1059 дней и все, тыква!


Будет больше дней будет больше тыквы....

Какую-то точность он покажет, но какую, это индивидуальные особенности конкретного экземпляра прибора.

Если прибор требует тарировки раз в полгода, то надо держаться подальше от фирмы производителя этой продукции.