Tecnologia / Guida tecnica
Sensori del vento: risoluzione, ripetibilità e isteresi
Un sensore può riportare molte cifre decimali, ripetere lo stesso valore affetto da errore sistematico e rispondere in modo diverso dopo una variazione dell'ingresso. Si tratta di comportamenti distinti. Risoluzione, ripetibilità e isteresi descrivono limiti diversi di ciò che una misurazione ci permette di conoscere.
Un'indicazione coerente può comunque differire dalla grandezza misurata.
Confronta il significato di ogni termine di metrologia prima di interpretarlo come una dichiarazione generale di accuratezza.
01 / Risoluzione
Una variazione rilevabile non equivale a una completa accuratezza di misura.
La risoluzione si riferisce alla più piccola variazione di una grandezza misurata che produce una variazione percettibile nell'indicazione.
La risoluzione riguarda la più piccola variazione di una grandezza misurata che produce un cambiamento percettibile nell'indicazione. Il vocabolario BIPM osserva che il rumore o l'attrito possono influenzarla. Gli incrementi del display e la capacità fisica di risoluzione sono quindi correlati, ma non automaticamente identici.
Uno schermo che visualizza i centesimi non dimostra che due ingressi separati da un centesimo possano essere distinti in modo affidabile. Viceversa, un formato di presentazione poco fine può nascondere dettagli prodotti in precedenza nella catena. Il sensore, la conversione numerica e la visualizzazione costituiscono ambiti distinti.
02 / Ripetibilità
I risultati ripetuti richiedono condizioni comparabili esplicitamente dichiarate.
La ripetibilità riguarda la precisione in un insieme specificato di condizioni di ripetibilità.
La ripetibilità riguarda la precisione in un insieme specificato di condizioni di ripetibilità. Mantenere comparabili la procedura, il sistema e le condizioni pertinenti isola un particolare tipo di dispersione. Cambiare l'ambiente o lo strumento crea un confronto diverso.
Un insieme di indicazioni molto ravvicinate non dimostra la concordanza con un riferimento. Uno scostamento sistematico stabile può permanere in ogni valore. Ciò distingue la domanda «quanto sono dispersi i risultati ripetuti?» dalla domanda «quanto bene il risultato rappresenta la grandezza desiderata?».
03 / Esempio di errore sistematico
La stabilità e la concordanza con il riferimento possono essere in contrasto.
Esempio ipotetico di indicazione: una grandezza di riferimento di 10 unità produce ripetutamente valori indicati di 12.0, 12.0 e 12.0 unità.
Esempio ipotetico di indicazione: una quantità di riferimento di 10 unità produce ripetutamente valori indicati di 12.0, 12.0 e 12.0 unità. La dispersione visualizzata è nulla in questo piccolo esempio, ma la differenza indicata rispetto al riferimento dichiarato è di 2 unità.
L'esempio non dimostra che l'incertezza sottostante sia nulla né stabilisce un metodo di taratura. Mostra semplicemente perché un'eccellente ripetibilità non può, da sola, dimostrare l'accuratezza. L'unità scelta è arbitraria e non descrive alcun sensore del vento MARSTON.
04 / Isteresi
Il percorso verso un valore può influenzare l'indicazione.
L'isteresi descrive la dipendenza dalle condizioni precedenti: raggiungere un valore dopo un aumento può differire dal raggiungerlo dopo una diminuzione o un ciclo.
L'isteresi descrive la dipendenza dalle condizioni precedenti: raggiungere un valore dopo un aumento può dare un esito diverso rispetto a raggiungerlo dopo una diminuzione o un ciclo. Questo fenomeno è diverso dalla dispersione non strutturata delle misure ripetute. La storia pertinente dell'ingresso fa parte del significato di una dichiarazione relativa all'isteresi.
Analog Devices descrive un esempio di storia termica nel rilevamento mediante semiconduttori. Questo illustra la dipendenza dalla storia precedente, non un'entità universale per i sensori del vento. Discrepanze apparentemente simili possono anche coinvolgere ritardo o deriva, quindi la dipendenza dalla storia precedente non dovrebbe essere dedotta da due sole letture non correlate.
05 / Diversi effetti
Un'unica percentuale di sintesi può combinare grandezze di natura diversa.
La deriva riguarda le variazioni nel tempo o al variare delle condizioni; la non linearità riguarda lo scostamento da una relazione definita nell'intero intervallo considerato.
La deriva riguarda le variazioni nel tempo o al variare delle condizioni; la non linearità riguarda lo scostamento da una relazione definita lungo un intervallo. Non equivalgono alla risoluzione o alla ripetibilità. Per una specifica che combina più contributi occorre comprendere la convenzione dichiarata.
Analogamente, un risultato di taratura e una dichiarazione dell'incertezza di misura hanno una portata più ampia di un incremento decimale. Il guida alla catena di misura copre il risultato complessivo, mentre questi termini spiegano comportamenti specifici al suo interno.
06 / Ambito di interpretazione
Un termine richiede che siano specificate la grandezza e le condizioni a cui si riferisce.
Applica ogni concetto alla variabile, al range e al limite di misurazione riportati.
Applica ogni concetto alla variabile effettivamente riportata, al relativo intervallo e al confine di misura. Il guida al filtraggio Spiega i tempi che altrimenti potrebbero essere confusi con un'indicazione dipendente dalla storia.
Qui non viene attribuito alcun valore alla risoluzione, alla precisione dei sensori, all'ampiezza dell'isteresi o all'accuratezza di MARSTON. Gli esempi spiegano i termini senza calibrazioni, cicli di riscaldamento/raffreddamento, regolazioni hardware o procedure di misurazione.
Prosegui la verifica con Filtraggio delle misure del vento: larghezza di banda, ritardo e latenza.
Prosegui la verifica con Retroazione dell'imbardata: riferimento, misura ed errore ad anello chiuso.
Prosegui la verifica con Sensori ridondanti: votazione, concordanza e cause comuni.
Per i concetti distinti di soglia e di elaborazione degli eventi, consultare Soglie di Schmitt e stato conservato. e Debouncing del segnale e tempistica degli eventi.; nessuno dei due dimostra l'esistenza di una funzione implementata in un particolare sensore.
Proseguire la revisione della terminologia della catena di misura con Quantizzazione ADC e bit effettivi e rilevamento raziometrico e tensione di riferimento.
Informazioni generali: BIPM VIM: Risoluzione e indicazione · BIPM VIM: Ripetibilità come condizione di precisione dichiarata. · Analog Devices: Dipendenza dalla storia termica nelle indicazioni dei sensori.. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Risoluzione | Minima variazione percepibile della grandezza | Dipende dalle indicazioni e dalle condizioni rilevanti. |
| Ripetibilità | Dispersione in condizioni ripetute comparabili | La concordanza con un riferimento è un aspetto distinto. |
| Errore sistematico | Differenza associata all'indicazione sistematica | Una bassa dispersione non lo elimina. |
| Isteresi | Indicazione diversa a seguito di diverse storie dell'ingresso | La storia e le condizioni di confronto sono importanti. |
| Incertezza | Caratterizzazione del risultato della misurazione. | Non sostituibile con un singolo decimale o una specifica. |
Domande ingegneristiche.
Più cifre decimali dimostrano una maggiore accuratezza?
No. Il livello di dettaglio dei dati riportati non determina le prestazioni complessive della misurazione.
La ripetibilità esclude un errore sistematico?
No. Valori ripetuti possono essere coerenti tra loro, ma differire da un riferimento.
L'isteresi è semplicemente una dispersione casuale?
No. Si tratta di dipendenza da condizioni precedenti.
È un ritardo nella lettura automaticamente sinonimo di isteresi?
No. Gli effetti temporali e la dipendenza dalla storia richiedono un'interpretazione distinta.
L'esempio da 12.0 unità definisce un errore reale del sensore?
No. Si tratta di un esempio inventato di errore sistematico stabile.
Questa pagina specifica una procedura di taratura?
No. Spiega solo termini e confini di misurazione.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
Un sensore può riportare molte cifre decimali, ripetere lo stesso valore affetto da errore sistematico e rispondere diversamente dopo una variazione dell'ingresso. Condividi il modello e le informazioni operative o progettuali applicabili per una discussione tecnica.