Instrument de măsurare digital

Un instrument de măsurare digital este un instrument de măsurare în care valoarea măsurată este prezentată direct sub forma unui număr.

Ceea ce caracterizează instrumentul „digital” este formatul valorii afișate sau al semnalului de ieșire, nu tehnologia utilizată pentru realizarea instrumentului. De exemplu, se poate aminti că există ceasuri cu roți de echilibru cu cadran analogic în care mâna a doua se deplasează în majoritatea cazurilor cu totalizatoare mecanice cu mișcare rapidă (din care acestea sunt instrumente digitale pentru indicarea secundelor, deși nu utilizează electronice ).

Tipologie

Indicația numerică poate apărea în diferite moduri:

în cazul indicatorilor , valoarea este prezentată pe un afișaj ca un număr cu un anumit număr de cifre ( cifre ) sau poate utiliza o scară gradată cu LED-uri care se aprind progresiv (simulând afișajul analogic);
unele instrumente sunt echipate cu o mică imprimantă care prezintă valoarea citită în formă scrisă, uneori în cadrul unui raport de măsurare simplu (de exemplu, unele scale);
în cazul înregistratorilor sau înregistratoarelor , valoarea măsurată este codificată în formă electronică, pentru a fi fie stocată și procesată în cadrul instrumentului în sine, fie transmisă extern printr-un port de comunicație.

Cerere

Câteva exemple de instrumente de măsurare digitale:

voltmetru digital (de exemplu, multimetre electronice);
dobânditor de semnal .

Lectura directă și indirectă

Atunci când valoarea măsurată de un instrument digital este prezentată direct în unitatea de măsură de interes (cea a măsurandului ), instrumentul este definit ca citire directă . Exemplu: când citiți tensiunea de rețea utilizând un voltmetru digital sau mai frecvent un multimetru .

Pe de altă parte, atunci când valoarea este exprimată într-o cantitate diferită de cea a măsurandului, dar proporțională cu acesta din urmă, instrumentul este definit ca citire indirectă . Exemplu: la citirea presiunii unui circuit hidraulic, citirea semnalului de ieșire al unui traductor de presiune pe un voltmetru digital; în acest caz, valoarea citită (în volți) trebuie înmulțită cu o constantă de corelație din care se obține valoarea în unități de presiune (de exemplu, Pascal sau bar).

Odată cu creșterea utilizării traductoarelor, producătorii de instrumente au introdus pe piață o gamă largă de indicatori multifuncționali care, deși sunt în esență voltmetre sau ampermetre, pot fi programate în avans ( setare ), astfel încât să transforme automat semnalul electric din citirea lor , într-o măsură în unitatea de inginerie de interes.

În cele din urmă, trebuie spus că au apărut și pe piață traductoare digitale , adică traductoare care transformă valoarea citită direct în format numeric și apoi o pun la dispoziție (printr-un port de comunicație paralel sau serial) către un dispozitiv computerizat de colectare a datelor.

Cifra și rezoluția

Numărul de cifre este de fapt ultima limită a rezoluției unui instrument indicator digital.

Un avantaj important al instrumentelor digitale este că, prin creșterea numărului de cifre, este posibil să se obțină afișaje cu rezoluție foarte mare, imposibil de obținut cu instrumente analogice. Nu este neobișnuit să găsiți instrumente cu o rezoluție de 1-2 ppm (părți pe milion) în laboratoare.

Un avantaj suplimentar, legat de posibilitatea de a avea rezoluții mari, este că aceste instrumente pot avea (cu aceeași precizie) un domeniu de măsurare foarte larg.

În cazul instrumentelor indicatoare, vorbim adesea despre instrumente cu cifre N , unde „cifre N” înseamnă că afișajul are N cifre pentru a afișa valoarea măsurată. Exemplu:

când vorbim despre un indicator din 4 cifre, ne referim la un instrument echipat cu un afișaj din 4 cifre și, prin urmare, este capabil să reprezinte valori de la 0000 la 9999 (o rezoluție de puțin peste 0,01% din întreaga scală și o domeniul de măsurare de 10000).

În alte cazuri vorbim de indicatori cu cifre și jumătate ; în acest caz, ne referim la un instrument echipat cu un afișaj cu N + 1 cifre, unde totuși unul este destinat să reprezinte semnul și, eventual, valoarea "1" a celei mai semnificative cifre a valorii măsurate. Exemplu:

când vorbim despre un indicator de 4 cifre și jumătate, ne referim la un instrument echipat cu un afișaj cu 5 cifre, care poate reprezenta valori de la -19999 la +19999 (o rezoluție de puțin peste 0,005% din întreaga scală și un domeniu de măsurare de 39999).

De asemenea, trebuie remarcat faptul că indicatorii digitali au deseori scări diferite în domeniul lor de măsurare, precum și un sistem de citire în virgulă mobilă . Prin urmare, exemplul menționat anterior de un indicator din 4 cifre, echipat cu diverse scale și virgulă mobilă, ar putea fi capabil să reprezinte valori de la 0,001 la 9999, cu o rezoluție de până la 0,01% din citire, pentru un total de 40.000 valori. diferite (de ex. 1,037 - 10,37 - 103,7 - 1037).

În cazul înregistratoarelor sau înregistratoarelor de măsurare, unde valoarea măsurată este adesea deja codificată în formă științifică cu virgulă mobilă (de exemplu, 1.037e-6), rezoluția este indicată de producător în termeni procentuali față de scala completă, sau în termeni de rezoluție ai sistemului de conversie analog / digital.

Exemplu: o placă de achiziție a semnalului, echipată cu un convertor analog-digital pe 8 biți, are o eroare de rezoluție datorită conversiei a 0,4% din întreaga scală; în timp ce un card echipat cu un convertor de 10 biți are o eroare de rezoluție datorită conversiei de 0,1% din întreaga scală.

Amintiți-vă că în evaluări, trebuie avut în vedere faptul că rezoluția este doar unul dintre parametrii metrologici care ajută la definirea preciziei unui instrument; nu ar trebui să se ia niciodată de la sine înțeles că acuratețea sa este egală cu rezoluția sa.

Alte caracteristici

Principala caracteristică a instrumentelor digitale este că acestea prezintă valorile de măsurare în principal în format numeric, ceea ce implică avantaje evidente legate de „lizibilitatea” valorii și precizia în citirea afișajului: chiar și personalul nespecializat este capabil să citească un afișaj digital.

Pe de altă parte, citirea este dificil de citit atunci când măsurandul se schimbă rapid în timpul măsurării. Mai mult, este necesar un anumit efort interpretativ atunci când măsura este evaluată imediat în ceea ce privește limitele de toleranță sau valorile țintă.

Aproape toate instrumentele digitale sunt realizate folosind circuite electronice în stare solidă, iar evoluția acestora din urmă a oferit utilizatorilor unele avantaje suplimentare în comparație cu instrumentele analogice tradiționale, de exemplu:

imunitate la vibrații;
rezistență mai mare la agenții atmosferici;
fiabilitate mai mare;
rezistența la impact;
posibilitatea implementării protecțiilor;

Pe de altă parte, instrumentele digitale au în general unele dezavantaje:

în mod normal trebuie să fie alimentate electric;
au costuri mai mari (mai ales dacă nu aveți nevoie de instrumente de precizie).

Elemente conexe

linkuri externe

Portal despre instrumente de măsurare , pe testonews.it . Adus la 22 iunie 2019 (arhivat din original la 25 iunie 2013) .

Portal de metrologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de metrologie