В связи с большим количеством измерений, проводимых форумчанами и некоторой путанице в погрешностях расскажу то, что я знаю про погрешности измерений на примере термодатчика DS18B20 в применении к терморегулированию дома.
DS18B20 это - один из наиболее точных современных цифровых датчиков массового использования. Он применяется в таких системах, как "Кситал GSM", термостатах RT-12-16, и других устройствах.
Сразу оговорюсь - всё писал по-памяти, никуда не заглядывая, поэтому терминология вполне может отличаться от ныне принятой и даже от советской (давно это было). Зато, правильность сути погрешностей - гарантирую
.
Итак:
Общая погрешность любого цифрового измерения определяется суммой нескольких погрешностей:
- Погрешность дискретизации (12 разрядов) - 0.0625*С (для DS18B20 здесь и далее).
- Дискрет индикатора, например, - 0,1*С (RT-12-16).
- Статистическая погрешность аналоговой части датчика. Она нигде не прописана, но по моим ощущениям - не более 0,03*С (длительное наблюдение за его работой). Мне верить можно, никому другому - нельзя
- Систематическая погрешность: смотрите ее график внизу (первый).
- Погрешность методики измерения.
- Погрешность (ошибка) оператора - когда оператор нарушил методику измерения. Смотрите ниже разделы "Установка термодатчиков" и "Как не надо делать".
Сумма этих погрешностей и дает общую погрешность, указанную в документации - 0,5*С.
О несущественности величины систематической погрешности для терморегулирования в доме.
Как видно (см. график), на интервале 0-30*С систематическая погрешность имеет отклонение от среднего значения меньше, чем на 0,05*С, а если учесть, что эта погрешность для терморегулирования дома нас не интересует (а она дает основной вклад в указанные в документации 0,5*С), поскольку всё очень сильно зависит от места установки датчика в доме (зимой в доме выше на пол метра - метр дает плюс 0,5*С и больше...), а все остальные погрешности очень малы, то поэтому мы на 12-ти разрядном аналого-цифровом преобразователе (АЦП) можем получить очень малую погрешность, вполне сравнимую с его дискретом.
Ну, а для точного регулирования температуры нужен также малый гистерезис (дельта). Его минимальная величина, равная 0,1*С (RT-12-16) вполне соответствует описанной выше погрешности и не сильно влияет на результат регулирования температуры в доме.
Установка термодатчиков комнатных термостатов.
Для точного (а значит - экономичного) терморегулирования очень важное значение имеет правильная установка датчика (это - к вопросу о методиках измерения). Если говорить о термодатчиках, то абсолютно недостаточно устанавливать их просто в тени от солнца. Кроме этого нужно соблюдать еще следующие условия:
- надо устанавливать их не просто в тени, а - подальше от предметов, которые могут нагреваться на солнце, нагревая/охлаждая датчик своим вторичным излучением, или через конвекцию, или от других предметов (окон, стен, радиаторов, лампочек и т.д.);
- я устанавливаю датчик комнатного термостата обычно на высоте 1-1,5 метра от пола;
- мне кажется (не уверен
Как не надо делать.
Вот очень хороший пример , когда, наверное, неплохие программисты и сисадмины занялись не совсем своим делом - то ли у них датчик с очень большой статистической погрешностью, то ли он совершенно неверно установлен... Потому, что - ну не может температура воздуха на улице за 10 минут измениться на 2 градуса. А если даже и может, то как результат измерения - не должна учитываться, т.к. тут требуется усреднение за некий заметный интервал времени (я бы усреднял за один час).
На втором графике это безобразие хорошо видно.
***
Дополнение.
В связи с недоверием ряда форумчан к такой маленькой дельте, как 0,1*С размещаю фотку расположения своего датчика котла DS18B20 - в проходе двери. Он там уже - в течении нескольких лет и на него заметно не влияют проходящие мимо люди.
Примечание:
Когда-то, десятка три лет назад я в том числе (в числе многих) разрабатывал и различные ЦАПы и АЦП, на основе которых строится вся "оцифровка", а также - другие измерительные подсистемы.
Документация производителя приложена:
![:)]](smilies/bigsmile.gif "Смех :)]")