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¿Cómo Puedo Calcular la Exactitud Absoluta o la Exactitud del Sistema?

Hardware: PXI/CompactPCI>>Controllers

Problema:
Estoy enterado que existe una Calculadora en línea de exactitud, pero ¿Como calculo la exactitud de mi sistema basado en las entradas que le doy?, También ¿Que pasa si por alguna razón no puedo utilizar la calculadora en línea de exactitud para módulos SCXI en cascada?, ¿Como calculo la exactitud absoluta de mis componentes y la exactitud del sistema de todas mis mediciones?

Solución: Hay tres pasos cuando calculamos la Exactitud del Sistema de una medición:

  1. Determinar nuestra exactitud y los parámetros del entorno.
  2. Calcular la Exactitud Absoluta de cada componente del sistema.
  3. Utilizar los valores de exactitud absoluta para calcular la Exactitud del Sistema y la Exactitud de los Sistemas Relativa a las Entradas (System Accuracy Relative to Input, RTI).

Usted puede visitar la Calculadora de Exactitud en línea para obtener mayor información referente al cálculo de exactitud absoluta.

Paso 1: Identificar las variables que afectan el cálculo de la exactitud


Primero, determine como cada componente está conectado al sistema e identifique todas las variables pertinentes que pueden afectar el cálculo de exactitud. Para este ejemplo, asumiremos un modulo aislado SCXI-1125 que está en cascada utilizando el cable SCXI-1352 a un modulo filtrado SCXI-1141. Este modulo filtrado está conectado a un dispositivo NI 6052E DAQ.

SCXI 1125  ->  SCXI 1141  ->  NI 6052E

Asuma lo siguiente:
  • Lectura en puntos simples (no promediar)
  • Temperatura ambiente = 25°C
  • SCXI-1125 Filtro = 10 KHz
  • SCXI -1125 Rango de Entrada = +/- 10 V
  • SCXI-1141 Rango de Entrada = +/- 5 V
  • NI 6052E Rango de Entradae = +/- 5 V
  • "Typical" vs. "Max" % Reading? = "Typical"
  • Tiempo desde la última calibración = Menos de 1 año

Paso 2: Calcular la Exactitud absoluta para cada componente

Lo siguiente es calcular la Exactitud Absoluta de cada componente. Para cada dispositivo individual con ganancia (Ya sea un amplificador o atenuador), para un rango nominal especificado, National Instruments provee especificaciones de exactitud absoluta en milivolts. Esto también puede ser calculado manualmente utilizando la siguiente fórmula:

Exactitud Absoluta = ±((Voltaje de Entrada * % de Lectura) + Offset + Ruido del Sistema + Sentido de la temperatura)

Usted puede obtener el valor de los parámetros en la ecuación anterior colocando las especificaciones encontradas para cada componente en el manual de usuario o catalogo.
  • Voltaje de Entrada El rango de voltaje para el que el dispositivo es configurado. Por ejemplo, para +/- 10V, Voltaje de Entrada =10
  • % de Lectura Porcentaje original basado en la entrada de ganancia. Esta cuenta para un error de ganancia.
  • Offset — El error máximo de offset.
  • Ruido del Sistema — El error que se introduce en la medición del propio dispositivo. Esto ocurrirá dependiendo de las características del filtrado si un ejemplo simple es tomado como oposición a múltiples ejemplos para ser promediados.
  • Variación de temperatura — Esto cuenta para errores introducidos por la variación de la temperatura ambiente.

Variación de temperatura: ±(Voltaje de Entrada * % de Lectura/° C + Offset/° C) * Diferencia de temperatura

Los efectos de la temperatura son agregados a los valores de especificación a menos que su temperatura ambiente este fuera del rango de 15 a 35° C. En este caso, si la temperatura ambiente de las mediciones de su sistema es 45° C, usted debe agregar 10° C de diferencia de temperatura. En este caso, desde que la temperatura se asume para ser 25° C, no tenemos que agregar nada en Deriva de temperatura.

Paso 3: Calcular la exactitud del sistema y la exactitud del sistema RTI


Finalmente, se usara la Exactitud Absoluta de cada componente para calcular la Exactitud del Sistema y la Exactitud del Sistema RTI. Como en el Teorema de Pitágoras, la Exactitud del Sistema es igual al cuadrado de la raíz de la suma de los cuadrados de la Exactitud Absoluta de cada componente.

Exactitud del Sistema = ( (Exactitud Absoluta 1)^2 + (Exactitud Absoluta 2)^2 + (Exactitud Absoluta 3)^2 + ...) )^(1/2)

Exactitud de los Sistemas Relativa a las Entradas (The System Accuracy Relative To Input) es calculada como a continuación:

Exactitud del Sistema RTI = Exactitud del Sistema / Entrada del Voltaje

Cálculos de ejemplo de Exactitud de Sistema:

Aquí están los cálculos de la Exactitud Absoluta para cada componente de su sistema:

Exactitud Absoluta - SCXI-1125


Exactitud Absoluta = ±((Entrada de Voltaje * % Lectura) + Offset + Ruido del Sistema + Variacion de temperatura)
Exactitud Absoluta = ±((10 V * 0.002478) + 0.01 V + 0.0191 V + N/A)
Exactitud Absoluta = ±54.88 mV

Exactitud Absoluta - SCXI-1141

Exactitud Absoluta = ±((Entrada de Voltaje * % Lectura) + Offset + Ruido del Sistema + Variacion de temperatura)
Exactitud Absoluta = ±((5 V * 0.0002) + 0.0006 V + 0.001420 V + N/A)
Exactitud Absoluta = ±3.02 mV

Exactitud Absoluta - PCI-6052E

Exactitud Absoluta = ±((Entrada de Voltaje * % Lectura) + Offset + Ruido del Sistema + Variacion de temperatura)
Exactitud Absoluta = ±((5 V * .000071) + 0.000476 V + 0.000491 V + N/A)
Exactitud Absoluta = ±1.322 mV

Exactitud del Sistema

Exactitud del Sistema = ( (Exactitud Absoluta 1)^2 + (Exactitud Absoluta 2)^2 + (Exactitud Absoluta 3)^2 + ...) )^(1/2)
Exactitud del Sistema = ( (54.88 mV)^2 + (3.02 mV)^2 + (1.322 mV)^2 ) )^(1/2)
Exactitud del Sistema = ± 65.90 mV

Exactitud del Sistema RTI

Exactitud del Sistema RTI = Exactitud del Sistema / Voltaje de Entrada
Exactitud del Sistema RTI = ± 0.06590 V / 10 V
Exactitud del Sistema RTI = 0.659 %

Para mayor información, vea la presentación de Using Calibration to Improve Measurement Accuracy  que aparece debajo.

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Día del Reporte: 05/05/2003
Última Actualización: 03/26/2009
Identificación del Documento: 2X4HGEBG

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