อ่านความแม่นยำมัลติมิเตอร์แบบเปอร์เซ็นต์บวกจำนวนหลักให้ใช้ตัดสินได้

ตัวเลขแรงดันที่มีทศนิยมหลายตำแหน่งช่วยมองเห็นการเปลี่ยนแปลงเล็กได้ แต่จำนวนตำแหน่งไม่ได้รับรองว่าค่าจริงจะตรงกับทุกหลักบนหน้าจอ หากจะใช้มัลติมิเตอร์ตัดสินผลทดลอง เช่น แหล่งแรงดันอ้างอิงสองตัวต่างกันจริงหรือไม่ ต้องอ่านข้อกำหนดความแม่นยำของโหมดและย่านที่ใช้ แล้วแปลงเป็นหน่วยเดียวกับผลวัดเสียก่อน บทความนี้ใช้ค่าที่ตั้งขึ้นเพื่อฝึกคำนวณทั้งหมด ไม่ใช่เกณฑ์ตรวจรถหรือสเปกมิเตอร์รุ่นใด

ความละเอียด ความแม่นยำ และการวัดซ้ำตอบคนละประเด็น

ความละเอียดบอกขั้นเล็กที่สุดของค่าที่แสดงในย่านหนึ่ง เช่น หน้าจอเปลี่ยนทีละ 0.001 V ขณะที่ความสามารถในการวัดซ้ำบอกว่าผลหลายครั้งกระจายมากน้อยเพียงใดเมื่อรักษาเงื่อนไขเดิม ส่วนข้อกำหนดความแม่นยำบอกขอบเขตความผิดพลาดภายใต้เงื่อนไขของผู้ผลิต เครื่องหนึ่งอาจอ่านซ้ำได้นิ่งแต่มีออฟเซตคงที่ จึงไม่ควรใช้ความนิ่งของตัวเลขแทนการประเมินความใกล้ค่าจริง

คำว่า counts พบได้สองบริบท จำนวน counts ที่โฆษณาหน้าจอเกี่ยวข้องกับจำนวนระดับที่แสดงได้ ส่วนจำนวน counts ต่อท้ายสูตรความแม่นยำคือจำนวนขั้นของหลักท้ายที่ต้องนำมาคิดเพิ่ม หากตารางระบุ ±(เปอร์เซ็นต์ของค่าที่อ่าน + จำนวน counts) ให้คูณจำนวนท้ายด้วยความละเอียดของย่านนั้น ไม่ใช่คูณด้วยแรงดันเต็มย่านและไม่ใช่บวกเป็นโวลต์ทันที

1. 1
   ย่านวัด

   ตัวอย่างสมมติแสดงทีละ 0.001 V จึงใช้ค่านี้คูณจำนวน counts

2. 2
   ส่วนสัดส่วน

   ข้อกำหนดสมมติ 0.5% คูณค่าที่อ่าน ไม่ใช่คูณแรงดันที่อยากให้เป็น

3. 3
   ส่วนหลักท้าย

   2 counts เท่ากับ 0.002 V ในย่านตัวอย่างนี้

4. 4
   ขอบรวม

   บวกสองส่วนตามสูตรก่อนเทียบเกณฑ์ของชุดทดลอง

ความนิ่งและจำนวนหลักไม่แทนขอบผิดพลาด ต้องรวมทั้งส่วนเปอร์เซ็นต์และ counts

ตัวอย่างสมมติ: ตัวเลข 4.980 V ผ่านเกณฑ์ทดลองหรือยัง

สมมติมิเตอร์ในย่านที่เลือกแสดงทีละ 0.001 V และมีข้อกำหนด ±(0.5% ของค่าที่อ่าน + 2 counts) วัดชุดทดลองได้ 4.980 V ส่วนแรกเท่ากับ 4.980 × 0.005 = 0.02490 V ส่วนที่สองเท่ากับ 2 × 0.001 = 0.002 V รวมขอบเขตตามสูตรเป็น ±0.02690 V ดังนั้นช่วงที่สอดคล้องกับข้อกำหนดมิเตอร์เพียงส่วนนี้คือประมาณ 4.95310 ถึง 5.00690 V ตัวเลขปลายช่วงที่ยาวเป็นผลคำนวณ ไม่ได้ทำให้เครื่องวัดละเอียดขึ้น

ตั้งเกณฑ์ของชุดทดลองสมมติไว้ที่ 4.970 ถึง 5.030 V แม้ค่ากลาง 4.980 V จะอยู่ในเกณฑ์ แต่ช่วงที่คำนวณยื่นต่ำกว่า 4.970 V จึงยังยืนยันการผ่านไม่ได้ด้วยข้อมูลนี้ หากต้องตัดสินรับงานจริงต้องมีวิธีจัดการกรณีใกล้ขอบ เช่น ใช้ระบบวัดที่มีขอบเขตเล็กลงและกำหนดกติกาตัดสินไว้ล่วงหน้า การปัด 4.980 เป็น 5.0 แล้วประกาศว่าผ่านจะซ่อนปัญหาที่ต้องตรวจ

นำสูตรไปใช้โดยเริ่มจากย่านที่เครื่องใช้จริง

ก่อนคำนวณให้จดโหมด ย่าน หน่วย ความละเอียด และข้อความข้อกำหนดเต็มบรรทัด หากใช้ย่านอัตโนมัติควรสังเกตว่าระหว่างเก็บข้อมูลเครื่องเปลี่ยนย่านหรือไม่ ตัวอย่างที่ใช้ความละเอียด 0.001 V จะนำไปใช้กับหน้าจอที่แสดงทีละ 0.01 V โดยคงส่วน counts เดิมไม่ได้ สมมติเปอร์เซ็นต์และจำนวน counts ยังเท่าเดิม ส่วนหลักท้ายจะเพิ่มเป็น 0.020 V ทำให้ขอบเขตรวมกว้างขึ้นเป็น 0.04490 V แต่เครื่องจริงอาจเปลี่ยนทั้งเปอร์เซ็นต์และจำนวน counts ด้วย จึงต้องกลับไปอ่านตาราง

1. กำหนดก่อนว่าจะวัดระดับกระแสตรงที่คงที่หรือปริมาณชนิดอื่น แล้วเลือกตารางข้อกำหนดให้ตรงกับโหมด
2. ตรวจเงื่อนไขอุณหภูมิ ระยะหลังสอบเทียบ และหมายเหตุที่ใช้กับย่านนั้น อย่าใช้เฉพาะค่าความแม่นยำพื้นฐานหน้าแรก
3. เขียนส่วนเปอร์เซ็นต์และส่วนหลักท้ายแยกกันพร้อมหน่วย แล้วรวมตามรูปแบบที่ผู้ผลิตกำหนด
4. เปรียบเทียบช่วงผลกับเกณฑ์ของการทดลอง พร้อมระบุผลกระทบอื่นที่ยังไม่ได้ประเมิน
5. เก็บค่าที่อ่านเดิมและผลคำนวณไว้คู่กัน เพื่อให้ตรวจย้อนกลับได้ว่าการปัดตัวเลขเกิดขั้นตอนไหน

1. 1
   ค่าที่อ่าน

   4.980 V ให้ส่วนเปอร์เซ็นต์ 0.02490 V

2. 2
   รวมขอบ

   0.02490 + 0.002 = 0.02690 V

3. 3
   ช่วงผล

   ขอบมิเตอร์ให้ช่วง 4.95310–5.00690 V

4. 4
   เทียบเกณฑ์

   เกณฑ์สมมติ 4.970–5.030 V: ช่วงผลยื่นต่ำกว่าเกณฑ์ จึงต้องตรวจเพิ่ม

ตัวอย่างสมมติ: ช่วงจากขอบมิเตอร์คร่อมเกณฑ์ด้านล่าง

ข้อผิดพลาดที่ทำให้ช่วงคำนวณดูดีกว่าความจริง

ห้ามนำสเปกแรงดันกระแสตรงไปใช้กับโหมดกระแสสลับโดยอัตโนมัติ เพราะโหมดหลังมักมีข้อกำหนดความถี่และรูปคลื่นร่วมด้วย อีกกรณีคือเห็นสเปกแบบเปอร์เซ็นต์ของย่านแล้วแทนด้วยเปอร์เซ็นต์ของค่าที่อ่าน ทั้งสองแบบให้ผลต่างกันมากใกล้ศูนย์ ต้องยึดนิยามในคู่มือ ไม่พยายามบังคับทุกเครื่องให้ใช้สูตรเดียวกัน

ช่วง ± ที่ได้จากข้อกำหนดไม่ใช่ช่วงความเชื่อมั่นทางสถิติที่มีระดับกำกับโดยอัตโนมัติ และยังไม่ใช่งบความไม่แน่นอนครบระบบ สายวัด หน้าสัมผัส ความเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่าย และการโหลดจากอินพุตล้วนเกี่ยวข้อง หากวัดซ้ำสิบครั้งแล้วเฉลี่ย จะช่วยประเมินการกระจายบางส่วนได้ แต่ไม่ทำให้ออฟเซตคงที่หายไป การหารขอบเขตสเปกทั้งหมดด้วยรากที่สองของจำนวนครั้งจึงไม่มีเหตุผลรองรับเพียงพอ

ตรวจสอบผลด้วยการทดลองที่แยกเครื่องมือออกจากแหล่งสัญญาณ

เพื่อทดสอบวิธีคิด ให้ใช้แหล่งอ้างอิงแรงดันต่ำที่ทราบค่าพร้อมขอบเขตของมัน วัดหลายครั้งโดยรักษาจุดต่อและย่านเดิม แล้วจดการกระจาย ไม่ควรใช้ค่าที่พิมพ์บนแบตเตอรี่หรือหน้าปัดแหล่งจ่ายเป็นค่าจริงแน่นอน หากมีเครื่องอ้างอิงอีกตัว ให้รวมข้อจำกัดของเครื่องอ้างอิงในการเปรียบเทียบด้วย การที่มิเตอร์สองตัวอ่านไม่เท่ากันยังไม่ชี้ว่าตัวใดเสีย

สมมติผลจากสองระบบเป็น 5.000 ±0.030 V และ 5.020 ±0.010 V ช่วงแรกคือ 4.970 ถึง 5.030 V ช่วงหลังคือ 5.010 ถึง 5.030 V ซึ่งยังทับกันได้ จึงไม่ควรใช้ส่วนต่าง 0.020 V เพียงอย่างเดียวตัดสินว่าเครื่องแรกผิดสเปก หากช่วงไม่ทับกันก็เป็นเหตุให้ตรวจเงื่อนไข แหล่งอ้างอิง และการจัดสายเพิ่ม ไม่ใช่ข้อพิสูจน์อัตโนมัติว่าเครื่องใดเสีย

รายงานผลให้ผู้อ่านรู้ว่าตัดสินได้ถึงระดับใด

บันทึกที่นำไปใช้ต่อได้ควรระบุค่าที่อ่าน โหมด ย่าน ขอบเขตจากสเปก และข้อสรุปตามเกณฑ์ที่ตั้งไว้ เช่น อ่านได้ 4.980 V ในเงื่อนไขทดลองนี้ แต่ขอบเขตมิเตอร์คร่อมเกณฑ์ด้านล่างจึงยังไม่ยืนยันผ่าน ข้อความนี้ให้เหตุผลกับการวัดเพิ่มได้ชัดกว่าระบุว่าไฟปกติ เมื่อเก็บข้อมูลหลายวันให้บันทึกอุณหภูมิและสถานะสอบเทียบด้วย เพื่อไม่ให้ความเปลี่ยนแปลงของเงื่อนไขถูกเข้าใจว่าเป็นการเปลี่ยนของวงจร