Genauigkeit digitales Multimeter

[Jeff (Gast)]

Hi,

bei Multimetern wird die Genauigkeit für die jeweiligen Messbereiche 
angegeben, also z.B. 1% vom Anzeigewert + 5 Digits. Ich nehme an, dass 
es sich dabei um die absolute Abweichung vom zu messenden Wert handelt?

Wie stark können dann mehrere Messungen eines identischen zu messenden 
Wertes voneinander abweichen? Die Multimeter haben ja für jeden 
Messebreich eine Auflösung angegeben (z.B. 10 mV Auflösung im 
Messbereich 20 V). Können die Abweichungen größer als die Auflösung sein 
und wenn ja, um wie viel größer?

Vielen Dank sagt Jeff

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Jeff schrieb:
> Können die Abweichungen größer als die Auflösung sein und wenn ja, um
> wie viel größer?
Sie sind immer größer als die Auflösung, weil ja 1% von 20V schon 200mV 
sind, und 5 Digits vermutlich auch nochmal 50mV ergeben.

> Wie stark können dann mehrere Messungen eines identischen zu messenden
> Wertes voneinander abweichen?
Wenn du ohne Umschalten sofort hintereinander misst, dann wird z.B beim 
selben Widerstand auch der selbe Wert angezeigt.
Am nächsten Tag oder nach Erwärmung/Abkühlung kann das schon anders 
aussehen.

[Peter M. (r2d3)]

Jeff schrieb:
> Können die Abweichungen größer als die Auflösung sein
> und wenn ja, um wie viel größer?

Ja. Das hängt aber immer von den Umgebungsbedingungen ab.

Hier ein Beispiel mit einer 10V-Spannungsquelle, die möglichst konstant 
sein soll.

17.8.2019 12:04 10,000 070 0 V     1,92e-6 V
17.8.2019 12:13 10,000 068 1 V     1,71e-6 V

Das benutzte Multimeter ist 8,5-stellig. Die Differenz der beiden 
Messungen beträgt 19 Counts.
Hinter den Spannungswerten wird die Standardabweichung der Messung 
ausgewiesen. Die beiden Werte sind Durchschnittswerte aus 16 
hintereinander folgenden Messungen (schönen Gruß an DocFrank).

Am 3,5-stelligen Multimeter mit 2000 Counts würde vermutlich angezeigt 
werden:

10,00 V bei der ersten Messung und
10,00 V bei der zweiten Messung.

Lothar M. schrieb:
> Wenn du ohne Umschalten sofort hintereinander misst, dann wird z.B beim
> selben Widerstand auch der selbe Wert angezeigt.

Am 3,5-stelligen Multimeter ist das bestimmt der Fall.

[Manfred (Gast)]

Jeff schrieb:
> Können die Abweichungen größer als die Auflösung sein
> und wenn ja, um wie viel größer?

Dumme Frage, +5 Digits Meßfehler beziehen sich auf die letzte Stelle der 
Anzeige.

Unabhängig davon, sage ich, dass bei einer digitalen Messung der 
mögliche Meßfehler immer größer als die Auflösung ist.

[Teo D. (teoderix)]

Manfred schrieb:
> Unabhängig davon, sage ich, dass bei einer digitalen Messung der
> mögliche Meßfehler immer größer als die Auflösung ist.

Maßfehler, Auflösung, Anzeigewert... Verwürfelt Euch mal nich.

[Jörg R. (solar77)]

Teo D. schrieb:
> Maßfehler...

...gibt es vermutlich auf dem Oktoberfest, nicht aber bei einem 
Multimeter;-)

[Teo D. (teoderix)]

Jörg R. schrieb:
>> Maßfehler...
>
> ...gibt es vermutlich auf dem Oktoberfest, nicht aber bei einem
> Multimeter;-)

Ja das Alter, da will der Rücken nich mehr so.

[Harald W. (wilhelms)]

Jörg R. schrieb:

>> Maßfehler...
>
> ...gibt es vermutlich auf dem Oktoberfest, nicht aber bei einem
> Multimeter;-)

Anscheinend weicht die bayrische Maßeinheit "Maß" deutlich von
dem allgemein üblichen Liter ab und beträgt etwa 1/2 Liter. :-)

[Teo D. (teoderix)]

Harald W. schrieb:
> Anscheinend weicht die bayrische Maßeinheit "Maß" deutlich von
> dem allgemein üblichen Liter ab und beträgt etwa 1/2 Liter. :-)

Nur für Touris. ;P

[Dieter (Gast)]

Teo D. schrieb:
> Nur für Touris. ;P
Damit die Zahl höher wird mit der sie sich brüsten können wieviele Maß 
sie schafften bis zur Gedächtnislücke.

[Philipp C. (e61_phil)]

Peter M. schrieb:
> 17.8.2019 12:04 10,000 070 0 V     1,92e-6 V
> 17.8.2019 12:13 10,000 068 1 V     1,71e-6 V

Wenn man davon ausgeht, dass die Standardabweichung da korrekt geschätzt 
wurde, dann würde man ja ohnehin erwarten, dass ca. 99% der Messwerte in 
ein Intervall von rund 12µV = 120 Counts fallen. Dementsprechend liegt 
das mit 19 Counts doch sehr gut zusammen.



Manfred schrieb:
> Unabhängig davon, sage ich, dass bei einer digitalen Messung der
> mögliche Meßfehler immer größer als die Auflösung ist.

Das würde ich nicht unterschreiben. Stell zB dein 3458A auf 3,5 Stellen 
und der Messfehler wird sicher dominiert durch die Auflösung mit +/- 0,5 
Counts.

[Jens G. (jensig)]

Zur Dominierung der Auflösung hat Manfred aber überhaupt nichts gesagt, 
sondern nur, daß der mögliche Meßfehler immer größer ist als die 
Auflösung ist ...

[Philipp C. (e61_phil)]

Jens G. schrieb:
> Zur Dominierung der Auflösung hat Manfred aber überhaupt nichts gesagt,
> sondern nur, daß der mögliche Meßfehler immer größer ist als die
> Auflösung ist ...

Der Fehler ist doch aber dann nur halb so groß wie die Auflösung

[Thomas (Gast)]

Peter M. schrieb:
> Hinter den Spannungswerten wird die Standardabweichung der Messung
> ausgewiesen. Die beiden Werte sind Durchschnittswerte aus 16
> hintereinander folgenden Messunge

Ich schätze mal grob dass die Unsicherheit der Standardabweichung um 
einiges größer ist als die Standardabweichung die dir angezeigt wird, 
bei nur 16 Messwerten.

[Harald W. (wilhelms)]

Philipp C. schrieb:

> Der Fehler ist doch aber dann nur halb so groß wie die Auflösung

Nein, es gibt einen Gesamtfehler, der sich aus mehreren Komponenten
zusammensetzt. Eine Komponente davon ist der sog. Quantisierungs-
fehler, der oft mit dem Wort "Auflösung" bezeichnet wird.

[Philipp C. (e61_phil)]

Thomas schrieb:
> Ich schätze mal grob dass die Unsicherheit der Standardabweichung um
> einiges größer ist als die Standardabweichung die dir angezeigt wird,
> bei nur 16 Messwerten.

Da es nur ein 3458A war, welche üblicherweise mit Unsicherheiten 
zwischen 3 und 4ppm bei 10V kalibriert werden und die Kalibrierung wohl 
auch mehr als 24h zurücklag würde ich da als Unsicherheit

Wurzel( (3ppm)^2 + (4,15ppm)^2 + (2*0,2ppm)²) = 5,1ppm

abschätzen. Sicher besser, aber das ist was auf dem Papier steht. Da 
spielt die Standardabweichung dann ohnehin keine Rolle. Dennoch ist es 
interessant zu sehen wie sehr die Messung gerauscht hat.

Harald W. schrieb:
>> Der Fehler ist doch aber dann nur halb so groß wie die Auflösung
>
> Nein, es gibt einen Gesamtfehler, der sich aus mehreren Komponenten
> zusammensetzt. Eine Komponente davon ist der sog. Quantisierungs-
> fehler, der oft mit dem Wort "Auflösung" bezeichnet wird.


Eben. Bei 3,5 Stellen ist der Fehler durch die Quantisierung ein halber 
Count. Bei den 10V hätte man also 10mV Auflösung. Damit einen Fehler von 
5mV. Ja, zu den 5mV kämen dann noch die 50µV dazu, aber das ändert 
nichts. Der Fehler bleibt kleiner als die Auflösung. Ein extremes 
Beispiel, aber IMMER gilt halt nicht.

[Thomas (Gast)]

Philipp C. schrieb:
> würde ich da als Unsicherheit
>
> Wurzel( (3ppm)^2 + (4,15ppm)^2 + (2*0,2ppm)²) = 5,1ppm

für den Messwert nehm ich an? Also +-51uV bei 10V, wovon eine 
standardabweichung von 2uV geschätzt wird? Das klingt wirklich 
konservativ.

[Peter M. (r2d3)]

Philipp C. schrieb:
> Da es nur ein 3458A war,

Du Snob.

Aber ich kenne ja Deine Argumente. :)

[Philipp C. (e61_phil)]

Das "nur" bezog sich weniger auf das DMM selbst, als eher darauf, dass 
es "alleine" war. Also nicht für einen direkten Vergleich mit einem 10V 
Normal oder so genutzt wurde. ;)

[Anja (Gast)]

Peter M. schrieb:
> Hier ein Beispiel mit einer 10V-Spannungsquelle, die möglichst konstant
> sein soll.
>
> 17.8.2019 12:04 10,000 070 0 V     1,92e-6 V
> 17.8.2019 12:13 10,000 068 1 V     1,71e-6 V

Hallo,

hast Du dich da nicht um eine Größenordnung vertan?
Oder waren das keine 100 NPLC für die Messungen?
Oder war das keine rauscharme Quelle?

An 7V LTZ1000 Referenzen sind normalerweise <2uVpp in einer 100 NPLC 
Messreihe. Oder ca 0.2 uV Standardabweichung im 10V Messbereich.

Gruß Anja

[Peter M. (r2d3)]

Anja schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> Hier ein Beispiel mit einer 10V-Spannungsquelle, die möglichst konstant
>> sein soll.
>>
>> 17.8.2019 12:04 10,000 070 0 V     1,92e-6 V
>> 17.8.2019 12:13 10,000 068 1 V     1,71e-6 V
>
> Hallo,
>
> hast Du dich da nicht um eine Größenordnung vertan?

Nein.

> Oder waren das keine 100 NPLC für die Messungen?

Doch, das waren 100 NPLC.

> Oder war das keine rauscharme Quelle?

Richtig, verglichen mit einer LTZ1000 nicht rauscharm.

>
> An 7V LTZ1000 Referenzen sind normalerweise <2uVpp in einer 100 NPLC
> Messreihe. Oder ca 0.2 uV Standardabweichung im 10V Messbereich.

Es handelt sich um eine LM399-basierte Referenz.
Alles Standardteile, nix selektiert. :)
Alles ganz billig!

Das weiße Kunststoffgehäuse (oben irgendwo zu sehen) war das teuerste an 
dem ganzen.

Nur beim Spannungsteiler für die Anhebung von 7V auf 10V habe ich 
Reichelt "MPR" verbaut. Das ist auch Standardyageoware, aber in 25ppm/K. 
Die 0,1% Genauigkeit sind für mich irrelevant.

Die Referenz ist insgesamt so teuer, wie einer der von Dir empfohlenen 
Z-Foil, VHP- und sonstigen Widerstände. :)

Andere kaufen sich ein historisches Normal zum zehnfachen des Preises 
und kriegen nur dieselbe "Performance" in Bezug auf Langzeitdrift. Bei 
Temperatur ist die Bastelkiste besser.

Es gibt auch eine Heizung für den Spannungsteiler (Durchlochwiderstände, 
thermisch NICHT gekoppelt), aber die brauche ich angesichts des 
niedrigen TKs des 10V-Ausgang nicht.

P.S.: Es gibt auch keine beweglichen Teile an der Referenz. Nix 
Einstellpoti.