In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie die Messgenauigkeit der Komponenten oder des gesamten Systems für ein Datenerfassungsgerät oder -modul, ein CompactDAQ-Modul (cDAQ) oder CompactRIO-Modul (cRIO) der C-Serie oder ein SCXI-System ermitteln können. Diese Angaben können nützlich sein, wenn Sie gerade die Arbeit mit Ihrem System begonnen haben und falsche oder unerwartete Messwerte sehen. Anhand der Angaben dieses Artikels können Sie auch nachprüfen, ob ein Gerät oder ein Modul den Anforderungen Ihrer Anwendung entspricht.
Zunächst sollten Sie verstehen, dass die Code-Breite und die Auflösungs-Bits Ihres Geräts zwar die Messgenauigkeit maßgeblich beeinflussen, jedoch darüber hinaus noch weitere Faktoren für die Messgenauigkeit existieren.
Nachfolgend wird erläutert, wie die Genauigkeit des gesamten Systems beginnend mit den einzelnen Systemkomponenten ermittelt wird. Die Schritte zur Berechnen der Systemgenauigkeit der Messung lauten wie folgt:
Ein Beispiel für die Berechnungen finden Sie im Abschnitt "Zusätzliche Informationen" weiter unten.
Ermitteln Sie zunächst, wie jede Komponente mit dem System verbunden ist, und identifizieren alle relevanten Variablen, die sich auf die berechnete Messgenauigkeit auswirken.
In diesem Beispiel wird ein isoliertes SCXI-1125-Modul mit Hilfe eines SCXI-1352-Kabels mit einem SCXI-1141-Filtermodul in Reihe geschaltet. Das Filtermodul wird dann mit einer Datenerfassungskarte des Typs NI 6052E verbunden.
SCXI 1125 » SCXI 1141 » NI 6052E
Nehmen wir Folgendes an:
Berechnen Sie die absolute Genauigkeit für jede Komponente des Systems.
Für jedes Gerät, das einen bestimmten Nennbereich verstärken oder dämpfen kann (also ein Verstärkungs- oder Dämpfungsglied enthält), gibt National Instruments die absolute Genauigkeit in Millivolt an. Je nach der Darstellung der unterschiedlichen Fehler wird die Genauigkeit anhand von drei unterschiedlichen Gleichungen berechnet. Die Gleichungen sind nachfolgend aufgeführt:
Absolute Genauigkeit =± [(Spannungsmesswert x Verstärkungsfehler) + (Spannungsbereich x Offset-Fehler) + Rauschunsicherheit]
Wobei:
Die Werte für die Parameter der obigen Gleichung für jede Komponente finden Sie im Benutzerhandbuch oder Datenblatt Ihres Geräts.
Absolute Genauigkeit =± [(Eingangsspannung x Messwert-Prozentsatz) + (Spannungsbereich x Offset) + Systemrauschen +Temperaturdrift]
Wobei:
Die Werte für die Parameter in der obigen Gleichung für jede Komponente finden Sie in den Spezifikationen, im Handbuch oder im Datenblatt Ihres Geräts.
Für Module der C-Serie stehen präzise Spezifikationen für die Bestimmung der Messgenauigkeit über den gesamten Betriebstemperaturbereich (kalibriertes Maximum -40 bis 70) zur Verfügung. Dieser Messgenauigkeitswert schließt u. a. Temperaturschwankungen, Worst-Case-Toleranzen von Bauelementen und Wärmehysteresen ein.
Absolute Genauigkeit = ± [(Eingangsmesswert x Verstärkungsfehler) + (Bereich x Offset-Fehler) + Eingangsrauschen]
Wobei:
Alle oben genannten Spezifikationen können in einem Datenblatt oder den Spezifikationen einer Komponente nachgeschlagen werden.
Abschließend werden mit Hilfe der absoluten Genauigkeit jeder Komponente die Systemgenauigkeit und der Systemgenauigkeitswert in Relation zum Eingangswert (RTI) berechnet. Gemäß dem Satz des Pythagoras entspricht die Systemgenauigkeit der Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate der absoluten Genauigkeit jeder Komponente.
Der Systemgenauigkeitswert in Relation zum Eingangswert (RTI) wird wie folgt berechnet:
Dies sind die Berechnungen für die Systemgenauigkeit für jede Komponente in unserem System:
Absolute Genauigkeit des SCXI-1125
Absolute Genauigkeit = ± [(Eingangsspannung x Messwert-Prozentsatz) + Offset + Systemrauschen + Temperaturdrift]
Absolute Genauigkeit = ± [(10 V x 0,002478) + 0,01 V + 0,0191 V + N/A] = ± 54,88 mV
Absolute Genauigkeit des SCXI-1141
Absolute Genauigkeit = ± [(Eingangsspannung x Messwert-Prozentsatz) + Offset + Systemrauschen + Temperaturdrift]
Absolute Genauigkeit = ± [(5 V x 0,0002) + 0,0006 V + 0,00142 V + N/A] = ± 3,02 mV
Absolute Genauigkeit des PCI-6052E
Absolute Genauigkeit = ± [(Eingangsspannung x Messwert-Prozentsatz) + Offset + Systemrauschen + Temperaturdrift]
Absolute Genauigkeit = ± [(5 V x 0,000071) + 0,000476 V + 0,000491 V + N/A] =± 1,322 mV
Systemgenauigkeit
Systemgenauigkeit RTI