Forum: Offtopic Berechnung der Genauigkeit eines Sensors wenn nur kleiner Messwertebereich gebraucht wird


von Johnny B. (johnnyb)


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Hallo zusammen

Bin nicht so der Analogkenner und wäre froh um Hilfe.

Ich habe einen Sensor und im Datenblatt steht, dass er eine Genauigkeit 
von +-6.5% vom FSS hat. FSS steht für "Full Scale Span" denke ich.

Sagen wir mal als Beispiel; der Sensor hat einen FSS von +-10V. 
Multipliziere ich das mit der Genauigkeit von +-6.5%, komme ich auf 
+-650mV. Soweit so gut.

Nun brauche/nutze ich von diesem Sensor aber nur einen kleinen Bereich 
von sagen wir mal +-5V. Wie hoch ist unter dieser Voraussetzung die 
Genauigkeit meines Gerätes?
Ich nehme an, die +-650mV gelten auch hier, also hätte ich eine 
Genauigkeit in diesem Bereich von 100% / +-5V * +-650mV = +-13%

Ist das so richtig, dass mein Gerät eine Genauigkeit von +-13% im 
Bereich +-5V hätte?

Danke
Johnny

von P. M. (o-o)


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Johnny B. schrieb:
> Ist das so richtig, dass mein Gerät eine Genauigkeit von +-13% im
> Bereich +-5V hätte?

Nein, das stimmt nicht. Deinem Messwert ist es ja egal, ob du den ganzen 
Messbereich des Sensors verwendest oder nur einen Ausschnitt davon. 
Angenommen, du misst 3 V und der Sensor zeigt 3.3 V an - der Fehler ist 
dann immer 10%, egal ob die mögliche Eingangsspannung 0 - 5 V oder 0 - 
10 V sind.

Vermutlich hat dein Sensor eine nichtlineare Kennlinie und ist in 
gewissen Messbereichen somit genauer als in anderen Messbereichen. Kann 
also sein, dass dein Fehler sogar kleiner wird, wenn du den richtigen 
Messbereich aussuchst.

Ansonsten: Linearisieren!

von Jo O. (brause1)


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hm ... lässt sich in der Form wahrscheinlich nicht allgemein angeben.
In deinem angegebenen Bereich von -5V ... +5V ist ja auch die 0V. Hier 
wäre der relative Fehler dann unendlich. Und das ist bestimmt nicht 
sinnvoll.

Angeben lässt sich imo der Fehler nur als (Angezeigter Wert  +- 650) mV

wenn du nur den Bereich von z.B. +5V ... +10V hättest, dann könnte man 
den relativen Fehler angeben als:
(Angezeigter Wert +- (Angezeigter Wert * 13%)) mV

von Purzel H. (hacky)


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Wenn der Sensor so schlecht ist laesst sich moeglicherweise etwas mit 
nachkalibieren machen. Den Sensor bei festen Bedingunegn nachmessen. 
Dann die Temperatur veraendern und die Temperaturabhaengigkeit 
rausfinden. Allenfalls gibt es noch eine Abhaengigkeit von der 
Speisespannung.

von Johnny B. (johnnyb)


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Scheint nicht so einfach zu sein wie ich gedacht habe.
Vielen Dank schon mal für die Antworten.

Der Sensor hat bereits eine Elektronik integriert mit welcher 
linearisiert und die Temperatur kompensiert wird. Also die Genauigkeit 
an sich ist zwar schon schlecht, aber akzeptabel. Ich fragte mich nur, 
wie ich die Genauigkeit des Gerätes ausweisen muss, damit alles korrekt 
ist.
Aber Ihr habt mir schon sehr geholfen.

von Jo O. (brause1)


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Jo O. schrieb:
> (Angezeigter Wert +- (Angezeigter Wert * 13%)) mV

Da hab ich Mist geschrieben. Das ist hier keine sinnvolle Angabe.
Besser sagts man wahrscheinlich mit Worten:

Der angezeigte Wert hat einen relativen Fehler von höchstens +- 13%

von Jo O. (brause1)


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Johnny B. schrieb:
> Ich fragte mich nur,
> wie ich die Genauigkeit des Gerätes ausweisen muss, damit alles korrekt
> ist.

Bein Messgeräten gibt man normalerweise zwei Arten von Fehlern an:

additiver Fehler:
Bei DMMs steht da meist sowas wie: +- n Digits
Wirkt sich hauptsächlich bei kleinen Messwerten aus

multiplikativer Fehler:
z.B. Fehler durch die Verstärkung.
der wirkt sich bei großen Messwerten aus. beim Messwert "0" wirkt er 
sich gar nicht aus.

Daran sieht man, dass die alleinige Angabe des relativen 
(multiplikativen) Fehlers vom Messwert meist unsinnig ist, da das beim 
angezeigten Messwert "0" nicht sein kann.

Die alleinige Angabe eines, um den maximalen multiplikativen Beitrag 
erhöten, additiven Fehlers dagegen ist sinnvoll.

Damit das Gerät nun toller aussieht als es ist, gibt man diesen 
maximalen additiven Fehler nun bezogen auf den Endwert an. Der sieht 
dann nach einem relativen Fehler aus, ist aber tatsächlich der, nun 
besser aussehende, maximale additive Fehler.
In Wirklichkeit heißt das dann, dass jeder Messwert, der kleiner als der 
Skalenendwert ist, einen größern(!) relativen Fehler haben kann/wird.

Kannst du natürlich auch so angeben. Du siehst, dass du mit diesem 
"Trick" dein Gerät "besser" (=teurer) machen kannst, wenn du nur den 
Messbereich erweiterst.

von Johnny B. (johnnyb)


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Hmmm, dann muss ich wohl wirklich den Messbereich des Gerätes auf den 
kompletten Messbereich des Sensors erweitern, damit es nicht zu schlecht 
aussieht.
Dann kann ich auch gleich die Genauigkeit vom Datenblatt des Sensors 
abschreiben. Die anderen Toleranzen (Spannungsteiler, ADC) fallen bei 
den 6.5% vom Sensor nicht mehr gross ins Gewicht...

von Jo O. (brause1)


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Nachtrag:
Sinnvoll, ehrlich und brauchbar für den Nutzer ist eigentlich nur die 
Angabe der +-650mV, nachdem du sie in die richtige Einheit umgerechnet 
hast.

von Purzel H. (hacky)


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Ein Messgerat mit 13% Fehler ? Nee. Das ist eher ein Indikator.

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