Форум: Выбор оборудования

В документации указано, что погрешность LTR27 и субмодулей H27x составляет 0.05% при частоте опроса 5Гц.

Как оценить погрешность при частоте опроса 50Гц, 100Гц.

Так же в документации указано, что эффективная разрядность АЦП LTR27 зависит от частоты ( периода ) опроса.
Для периода 4 мс = 8 разрядов
           160 мс = 15 разрядов
           200 мс = 16 разрядов.

Какова эффективная разрядность АЦП для периода опроса 20 мс, 10 мс? Как связана эффективная разрядность АЦП с ожидаемой погрешностью?

Спасибо.

Леонид, действительно основная погрешность H-27x составляет 0,05% при частоте опроса каждого канала 5 Гц. Эффективная разрядность в этих условиях составляет около 14-ти бит. Поскольку принцип действия H-27x основан на счёте импульсов от преобразователя "напряжение-частота" за заданный период времени, то случайная погрешность измерения будет увеличиваться вдвое с уменьшением периода (с увеличением частоты опроса) вчетверо и с уменьшением эффективной разрядности на 1 бит. - Это соответствует закону усреднения случайных величин при  предположении, что закон распределения случайных величин равномерный. Таким образом, теоретическая выкладка будет такая:

5 Гц  -  14 бит  {значение исправлено 30.05.19}
20 Гц -  13 бит {значение исправлено 30.05.19}
80 Гц -  12 бит {значение исправлено 30.05.19}
320 Гц - 11 бит {значение исправлено 30.05.19}

В данном случае, теория близка к практике {типичные  данные по эффективной разрядности см. http://www.lcard.ru/download/ltr.pdf , Приложение A.5.1 -  добавлено 30.05.19}. 

Что касается систематической составляющей погрешности, то она не превысит половину основной погрешности измерений 0,05% для любой частоты опроса, если усреднить показания, чтобы подавить вышеописанную  случайную составляющую. Дополнительная температурная составляющая погрешности будет не более 0,025% на 10 град.С.

Отредактировано Инженер (30.05.2019 19:01:40)

Везде по тексту я пропустил "+-". Должно быть: 
+-0,05%
+-0,025% на 10 град.С

Здравствуйте, Александр!

Вынуждены вернуться к теме обсуждения 6-летней давности 

Пож. поясените: почему Ваши расчеты из данной ветки форума

не совпадают с документом  422714-027-42885515 по ссылке http://www.lcard.ru/download/h-27x_manual.pdf,
где написано
...
1.2.5.Эффективная разрядность преобразования составляет   15 бит , 12 бит или  10  бит при времени измерения
150 мс , 20  мс или 5 мс соответственно .
...
В конечном итоге, какова погрешность измерения для субмодулей H-27+LTR27 при частоте опроса 50Гц?
Спасибо.

{цитируемые Леонидом расчётные значения обновлены, см. выше  - 30.05.19}

Отредактировано Инженер (30.05.2019 19:06:20)

Здравствуйте, Леонид, Данные об эффективной разрядности перепроверим, о результатах сообщим. Но в Вашем вопросе Вы сначала говорите об эффективной разрядности, а в финале спрашиваете про погрешность. - С метрологической точки зрения неясно, о чём Вы спрашиваете.

Мне кажется что эффективная разрядность и погрешность измерения связаны между собой. Если это не так, пож. Поясните. В конечном итоге нас интересует именно погрешность измерения. Спасибо

Из общих соображений:
1. Эффективная разрядность ENOB - это теоретическая мера оценки динамического диапазона, см. например:
https://en.wikipedia.org/wiki/Effective_number_of_bits
2. Нормированные для LTR27 погрешности измерения по постоянному току при частоте преобразования 5 Гц приведены в Описании Типа СИ.

По поводу оценки ENOB: например, я взял H-27I20. Для частоты сбора данных 5 Гц он выдает AC rms 324 мкА  (я пользовался программой UTS). Для переменного тока считаем, что максимальная амплитуда, укладывающаяся в диапазон равна 10 мА, и rms максимального сигнала равно 7 мА.
Например, если динамический диапазон H-27I20 оценивать как   
20*log10(7/0,000324) = 86,7 дБ, то
ENOB= (86,7-1,76)/6,02 = 14,1 бит
- такая оценка ближе к данным, приведённым к РЭ. Но всё это - именно оценки, к нормированным метрологическим характеристикам они отношения не имеют.

Я простодушно считал, что чем выше эффективная разрядность (идеального АЦП), тем ниже погрешность измерения.

В Описании Типа (лист №13)  написано, что 

и не написано, что данная погрешность соответствует частоте измерения 5Гц. В прошлом проекте (2013-2014год) отсутствие этого сведения стало для нас проблемой и потребовало разбирательства.

В текущем проекте мы должны увеличить частоту измерения до 50Гц, поэтому и требуется Ваша точная оценка погрешности такого измерения с повышенной частотой.

Спасибо.

Леонид, с инженерной точки зрения, учитывая физический смысл усреднения количества импульсов за время с выхода ПНЧ H-27, при увеличении частоты измерения в два раза AC rms увеличится в корень из двух раз (при гипотезе, что случайный процесс имеет равномерное распределение), а DC rms в среднем не изменится.

Леонид, продвинутым пользователям можно также учесть, что в LTR27 и в библиотечных функциях данные от LTR27 усредняются простым средним - независимо по каждой выборке. Чтобы улучшить качество фильтрации от внешних помех, рекомендуется запускать LTR27 на максимальной частоте преобразования (на 1 кГц LTR27 вполне работает! - это недокументированная особенность), а к полученным данным применить полноценную потоковую операцию фильтрации-прореживания (не по выборкам). При этом, штатная калибровка LTR27 не должна съехать, если математика фильтрации-прореживания не изменит среднее значение и шкалу сигнала.
- Подобные рекомендации уже давались на форуме L-Card: http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.ph … 762#p60762

Отредактировано Инженер (28.05.2019 17:34:12)

- В данном документе, срок действия которого истёк более, чем 10 лет назад, данные по эффективной разрядности некорректно оценивались, исходя из разрешения, а не исходя из динамического диапазона тракта измерения. В п.8.3.1 Руководства пользователя имеются отголоски этой некорректности ("Например, для получения 15-разрядного кода необходимо время измерения 160 мс...") - это будет убрано в следующей редакции руководства. Также запланировано добавить в Руководства пользователя более корректные оценки ENOB для LTR27, исходя из динамического диапазона (о данном обновлении я здесь сообщу).

Типичные  данные по эффективной разрядности, а также типичные данные по соотношению сигнал-шум, см. в новой редакции руководства  http://www.lcard.ru/download/ltr.pdf , Приложение A.5.1., стр. 410.