Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Har ett enkelt(?) problem. Behöver ha fram ett mått på hur bra en DAC med tillhörande förstärkare mäter ström genom att mäta spänningsfallet över en shunt. Shuntens resistans är lite osäker. Vi använder istället en bättre amperemeter med känd onoggrannhet och sen läser av vad DAC:en anser att den mäter. Jag kan tänka mig att jag samplar ett antal sampel och gör medelvärde av värdena eller är det fel?

I slutändan får vi en tabell. Normalens och DAC:ens. Hur fortsätter jag därifrån?
Jag har ett brus i DAC:ens mätning. Ska den tas med också?

Så frågan är; Hur får jag fram "Mätosäkerheten är xx +- 5% A" ?
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Nerre »

Att jämföra med en referens ger "tyvärr" inte mätosäkerheten, det blir istället en kalibrering (d.v.s en kontroll av att värdet ligger inom mätosäkerheten).

Man måste titta på toleransen hos alla ingående delar och utifrån den räkna fram mätosäkerheten. Där måste man då också räkna med vad man kallar "influens". Influensen räknar man ut mha derivatan av funktionen.

Det handlar om att det är så många faktorer som påverkar mätosäkerheten, luftfuktighet, temperatur och såna saker.

Jag har gjort såna beräkningar i jobbet förut, det här kan vara en bra början att titta på
https://www.swedac.se/wp-content/upload ... C-04_1.pdf
Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Du har så rätt. Det var ett tag sedan jag pysslade med detta men minns vi adderade alla ingående fel innan man fick fram en mätosäkerhet. Jag blandar ihop begreppen.
Hur som helst, min fråga o ditt svar fick mig på rätt spår igen. Haha.

Den där länken du skickade kollade jag på imorse! Den är....vetenskaplig. Tidigare, på förra arbetsplatsen, räknade vi fram mätosäkerheten hos vissa viktiga sensorer m.h.a GUM.
Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Nerre skrev: 9 mars 2021, 07:20:12 Att jämföra med en referens ger "tyvärr" inte mätosäkerheten, det blir istället en kalibrering (d.v.s en kontroll av att värdet ligger inom mätosäkerheten).

Man måste titta på toleransen hos alla ingående delar och utifrån den räkna fram mätosäkerheten. Där måste man då också räkna med vad man kallar "influens". Influensen räknar man ut mha derivatan av funktionen.

Det handlar om att det är så många faktorer som påverkar mätosäkerheten, luftfuktighet, temperatur och såna saker.

Jag har gjort såna beräkningar i jobbet förut, det här kan vara en bra början att titta på
https://www.swedac.se/wp-content/upload ... C-04_1.pdf
Det man kan göra är väl att ta en mätserie och räkna fram standardavvikelsen och sen använda dubbla std.avvikelsen i rapporten. Mätinstrumentet har bra data som överstiger kraven.
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Nerre »

Kolla avsnitt 6, det visar den praktiska beräkningsgången.

T.ex. om man mäter ström genom att mäta spänning över en resistans så mäter man ju enligt ohms lag.

U=IxR. Eller I = U/R

Jag är lite osäker nu på om man ska använda den första eller den andra. Jag tror det är de andra man använder.

Sen deriverar man uttrycket både med avseende på R och U för att få fram influensen.

Toleransen/mätosäkerheten för motståndet och voltmetern "viktar" man sen mha influensen för att se hur mycket de bidrar till den totala mätosäkerheten. Jag har för mig det kan får fram där kallas varians. Det är kvadraten på standardavvikelsen.

Enklast är att göra det i tabellform, en rad för varje ingående storhet, där man har med osäkerhet och varians. Sen summerar man den sista kolumnen för att få den totala variansen, genom att ta roten ur den får man standardavvikelsen.

Och sen med 2 gånger standardavvikelsen har man 95% konfidensintervall (d.v.s. det är 95% sannolikhet att värdet man mäter ligger inom +/- två standardavvikelser från uppmätt värde).

(Skrivet fritt hur huvudet nu, det är nog 15 år sen jag höll på med det.)

Edit: Jag såg just att i slutet av dokumentet finns det ju en massa exempel, just med sådana tabeller.
Senast redigerad av Nerre 9 mars 2021, 15:51:24, redigerad totalt 1 gång.
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Nerre »

Dalmas skrev: 9 mars 2021, 11:13:21 Det man kan göra är väl att ta en mätserie och räkna fram standardavvikelsen och sen använda dubbla std.avvikelsen i rapporten. Mätinstrumentet har bra data som överstiger kraven.
Nja, det tar inte hänsyn till alla variationerna. T.ex. shuntens resistans varierar antagligen med både temperatur och luftfuktighet. Så din mätserier blir då bara relevant för de förhållanden som var när du mätte den.
alexanderson
Inlägg: 780
Blev medlem: 18 januari 2017, 14:59:43

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av alexanderson »

Luftfuktigheten påverkar knappast shuntens resistans.
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Nerre »

Hur kan du vara så säker på det? Det beror på hur shunten är tillverkad.

https://www.nature.com/articles/078583a0
Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Nerre skrev: 9 mars 2021, 15:48:35 Kolla avsnitt 6, det visar den praktiska beräkningsgången.

T.ex. om man mäter ström genom att mäta spänning över en resistans så mäter man ju enligt ohms lag.

U=IxR. Eller I = U/R

Jag är lite osäker nu på om man ska använda den första eller den andra. Jag tror det är de andra man använder.

Sen deriverar man uttrycket både med avseende på R och U för att få fram influensen.

Toleransen/mätosäkerheten för motståndet och voltmetern "viktar" man sen mha influensen för att se hur mycket de bidrar till den totala mätosäkerheten. Jag har för mig det kan får fram där kallas varians. Det är kvadraten på standardavvikelsen.

Enklast är att göra det i tabellform, en rad för varje ingående storhet, där man har med osäkerhet och varians. Sen summerar man den sista kolumnen för att få den totala variansen, genom att ta roten ur den får man standardavvikelsen.

Och sen med 2 gånger standardavvikelsen har man 95% konfidensintervall (d.v.s. det är 95% sannolikhet att värdet man mäter ligger inom +/- två standardavvikelser från uppmätt värde).

(Skrivet fritt hur huvudet nu, det är nog 15 år sen jag höll på med det.)

Edit: Jag såg just att i slutet av dokumentet finns det ju en massa exempel, just med sådana tabeller.
Måste jag ha reda på shuntens värde (som i detta fall är obekant)? Jag kan väl använda mig av instrumentets strömmätning direkt? Den har ju en tolerans som bör tas med i beräkningarna.
Fråga är hur?
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Nerre »

Jag trodde att du mätte spänningen över en känd shunt, menar du att du har en "svart låda" med en shunt i?

Det man behöver är ju överföringsfunktionen, kan du inte dela upp den i delar där du vet toleransen på de olika delarna så åker du nog på att istället göra en mätserie för att räkna ut standardavvikelsen.
Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Precis min tanke. En mätserie.
Jag brukar använda Excels "Beskrivande statistik". Ser inga problem med den - tror jag.
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Nerre »

Problemet med mätserien är ju att du inte får med systematiskt fel på ett bra sätt, om du inte har en referens som är bättre än det du kalibrerar.

Om man tittar på en normalfördelningskurva så kommer en mätserie att ge dig hur bred den är, men inte dess placering på X-axeln.

Vore det bara att göra en mätserie skulle det ju inte finnas behov av kalibreringslabb:)
Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Jag använder en DMM6500 med DC-curr onoggrannhet på typ 0.13%. Det är långt bättre än vad utrustningen förväntas klara.
Jag tänkte ta typ 10 sampel från DMM och samma från DAC. Det bör ge mig nåt att skriva i dokumentationen.
Användarvisningsbild
Dalmas
Inlägg: 226
Blev medlem: 30 maj 2013, 07:53:17

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av Dalmas »

Nerre skrev: 10 mars 2021, 15:54:21 Problemet med mätserien är ju att du inte får med systematiskt fel på ett bra sätt, om du inte har en referens som är bättre än det du kalibrerar.

Om man tittar på en normalfördelningskurva så kommer en mätserie att ge dig hur bred den är, men inte dess placering på X-axeln.

Vore det bara att göra en mätserie skulle det ju inte finnas behov av kalibreringslabb:)
Tjena igen,
Nu har jag ett reellt scenario här. Ska skriva en kalibreringsinstruktion för verksamhetens instrument. I detta fall vanlig multimeter. Kalibreringen ska leda till ett beslutsunderlag på om multimetern "duger". I samband med kalibreringen får den en liten klisterlapp med nån form av betyg.

Har en DMM6500 med 0,0025% DVC onoggrannhet och kalibrerar en generell multimeter med DMM:en som referens.
Låt oss säga att jag har en ref.spänning som är stabil. Jag utför 3 mätningar och får 2 kolumner. En från DUT:en och en från REF:en.

Hur går jag vidare?
Behöver jag blanda in standardavvikelsen etc. eller räcker det med ett medelvärde från bägge kolumnerna och sen se om de avviker för mycket ("för mycket" definieras i procent i instruktionen)?

Jag, som amatör i detta fall, skulle ev. kunna använda mig av std.avvikelsen som ett mått på om mättillfället håller nog hög kvalité. Den som kalibrerar skriver in uppgifterna i excel så det skulle kunna göras automatiskt.

Tacksam för tips.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32629
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Räkna ut mätosäkerheten hos en DAC. Hur?

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Jag skulle nog vilja säga att du har en kalibrerad spänningskälla, och kollar multimetrarna dels genom att se att de är linjära med en mätserie 0 - 1 - 2 - 3 - 4 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 inom ett standardområde (1V). Sedan en områdeskoll, alltså typ 1mV - 10mV - 100mV - osv.
Du skriver ett mätprotokoll med förväntat värde och registrerat värde. Det du vill veta är OM de registrerade värdena ligger inom apparatens specifikationer och därmed är lämpligt för kritiska uppdrag.
Den här processen upprepas en gång om året, eller om det är essentiella mätinstrument, varje halvår. Instrumenten förses med lapp med notering om det är godkänt (eller ej - får ej användas för kritiska mätningar) och när det ska kalibreras nästa gång.
Alla mätprotokoll sparas.

Och givetvis måste du ha iväg din normal på kalibrering årsvis. Och din mätnormal får INTE användas till annat än kalibrering.

Du behöver inte ha in några statistiska storheter, utan det enda som gäller är att instrument och apparater mäter inom de gränser som gäller för dem. Har du en mätonoggrannhet på 0,5% + 1 siffra, är det bara detta du ska kolla.
Skriv svar