Berechnung des Leistungsmessfehlers aus V- und I-Fehlergrenzen

Ich verwende einen Yokogawa WT310 zum Messen von Gleichstrom. Das Handbuch ( hier verfügbar ) besagt, dass sowohl Strom als auch Spannung eine Genauigkeit von +/- (0,1 % des Messwerts + 0,2 % des Bereichs) haben.

Angenommen, diese Beispielkonfiguration:

Eingangsstrom: 700 mA
Strombereich: 1 A
Eingangsspannung: 10 V
Spannungsbereich: 15 V

Basierend auf diesem Setup und den Zählerspezifikationen können wir Folgendes berechnen:

P = V * I = 7 W
V- Fehler = +/- (0,001 * 10 V + 0,002 * 15 V) = +/- 0,04 V
I- Fehler = +/- (0,001 * 0,7 A + 0,002 * 1 A) = +/- 0,0027 A

Mein Ziel ist es, die Fehlerspanne der Leistungsmessung zu berechnen. Folgendes habe ich getan:

P- Fehler = V- Fehler * I -Fehler = 0,04 V * 0,0027 A = 0,000108 W

Beachten Sie, dass in diesem Beispiel P error kleiner ist als sowohl V error als auch I error .

Stellen Sie sich nun vor, ich verwende ein weniger genaues Messgerät und messe viel höhere Spannungs- und Strombereiche. Angenommen, ich erhalte diese Ergebnisse für Fehlerspannen:

V - Fehler = 1,17 V
I- Fehler = 1,2 A
P -Fehler = V -Fehler * I -Fehler = 1,17 V * 1,2 A = 1,404 W

Nun ist P error größer als sowohl V error als auch I error .

Dies ist mathematisch sinnvoll; so funktioniert das Multiplizieren von Zahlen kleiner als 1 und größer als 1. Aber es gibt mir das Gefühl, dass mir etwas konzeptionell fehlt. Sollte P- Fehler nicht konsistent relativ zu V- Fehler und I -Fehler skalieren ? Berechne ich nur den P- Fehler falsch?

Antworten (3)

Oh ja, du verpasst definitiv etwas. Sie können sich nicht auf die Fehler konzentrieren, ohne auf die „Nicht-Fehler“ zu schauen. Nehmen wir Ihr zweites Beispiel, bei dem Sie einen Leistungsfehler von 1,404 Watt erhalten haben. Was ist die "Nicht-Fehler"-Komponente?

Nehmen Sie nur zum Grinsen an, dass die tatsächliche Spannung 100 Volt und der tatsächliche Strom 20 Ampere betrug. Dann war die tatsächliche Leistung 2.000 W, aber die ungenauen Messwerte waren 101,17 Volt und 21,2 A, für eine falsche Leistungsberechnung von 2144,8 Watt oder einen Leistungsfehler von 144,8 Watt.

Wenn Sie jede Messung als Basis plus Fehler betrachten und die Fehler in Bezug auf die Basis normalisiert werden (wie Sie es mit prozentualen Fehlern tun würden), dann

( 1 + X ) ( 1 + j ) = 1 + X + j + X j
und der Fehlerterm ist die Summe der Fehler plus ihr Produkt. Für kleine Fehler ist der Produktterm vernachlässigbar und der Fehler ist einfach die Summe der Fehler.

Für nicht normalisierte Fehler, wie in Ihrem Beispiel, müssen Sie berechnen

P = ( v + δ v ) ( ich + δ ich ) = v ich + v δ ich + ich δ v + δ v δ ich
und der Leistungsfehler E ist einfach
E = v δ ich + ich δ v + δ v δ ich

Also, ja, Ihre Vorbehalte waren richtig.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Abbildung 1. Eine grafische Darstellung der v ICH Begriff (grün), v δ ich Begriff (rot), ich δ v , Begriff (blau) und δ v δ ich Begriff (weiß). Es ist ersichtlich, dass in diesem Fall die δ v δ ich Begriff nur sehr wenig zum Gesamtfehler beiträgt und dass etwa 80 % des Fehlers auf die zurückzuführen sind v δ ich Begriff.

Du hast mich ein wenig zum Nachdenken angeregt. Ich habe mir die Freiheit genommen, Abbildung 1 und ihre Beschriftung hinzuzufügen. Bitte zögern Sie nicht, zu löschen / zu bearbeiten, wie Sie es für richtig halten oder wenn ich Ihren Punkt völlig verfehlt habe.
@Transistor Ihre Bildunterschrift lautet "Schnitt ... V- und I-Skalen sind identisch, da dies erforderlich ist, um die Bereiche aussagekräftig zu machen". Ich kann Ihnen wirklich nicht folgen, könnten Sie das klarstellen?
@carloc - Wenn Transistor ein Quadrat anstelle eines proportionalen Rechtecks ​​​​verwendet hätte, wäre es unmöglich zu sehen, dass der V-Term viel größer ist als der i-Term (für die spezifischen V und i, die hier verwendet wurden).
Ich denke, @carloc hat Recht. Ich dachte, dass unterschiedliche Skalierung machen könnte v δ ich sehen bedeutender aus als ICH δ v aber das tut es nicht - sie werden alle den gleichen Betrag skalieren. Alle Flächen sind immer noch proportional, wenn wir also die Voltskala durch zwei teilen, werden alle Flächen zu VA/2. Ich werde den Satz entfernen.
Ja, Sie haben völlig Recht, jedes "Power-Rechteck" wird genauso skaliert, sodass Sie das Flächenverhältnis nicht verlieren. Übrigens könnte man auch denken, dass Strom- und Spannungsskalen dimensionale Größen sind, sagen wir, sie sind A / mm und V / mm, also können sie wieder nicht verglichen werden.

Ich frage mich, warum Sie die Frage stellen. Für Yokogawa-Leistungsmesser und -Analysatoren ist die Genauigkeit für die Leistungsmessung vollständig spezifiziert, einschließlich der für DC, sodass es unnötig ist, die Genauigkeit der Spannungs- und Strommessungen zu verwenden, um die Leistungsgenauigkeit abzuleiten. Die Verwendung einer Formel führt mit ziemlicher Sicherheit zu einer schlechteren Spezifikation.

Bitte beachten Sie die entsprechenden technischen Daten im Prospekt zum WT300E auf Seite 12 oben:

https://www.yokogawa.com/pdf/provide/E/GW/Bulletin/0000029826/0/BUWT300E-01EN.pdf

Ein Leistungsbereich ist das Vielfache der Spannungs- und Strombereiche. Bei einem Yokogawa-Leistungsmesser handelt es sich um Effektivwerte, nicht um Spitzenwerte, sodass der tatsächliche Leistungsfehler aufgrund des Bereichsfehlers typischerweise dreimal geringer sein kann als bei Leistungsmessern, die die Verwendung von Spitzenbereichen für Spannung und Strom angeben. Dies ist natürlich für AC-Wellenformen relevanter als für DC.

Diese Spezifikation zeigt zwei Konfigurationen: „WT310E/WT310EH/ WT332E/WT333E (Current EXT sensor input)“ und „WT310EH (Current Direct input)“. Mein Messgerät ist ein WT310-D-C2, von dem ich annehme, dass es in die erste Spalte der Modellnamen passt (es wäre schön, wenn die genaue Modellbezeichnung im Handbuch, „WT310E“, mit dem übereinstimmt, was auf dem Messgerätetikett „WT310“ steht). . Aber ich verwende keinen externen Sensor, daher kann ich diese Zahlen nicht verwenden. Ich habe keinen WT310EH, daher kann ich die zweite Spalte auch nicht verwenden. Wo ist der Direkteingang für einen WT310E angegeben?

Überlegungen zum Unterschied zwischen absoluten und relativen Fehlern sind ganz richtig.

Aber ich glaube, was zu den Bedenken von @skrrgwasme deutlich gemacht werden sollte, ist, dass es völlig, absolut, hoffnungslos bedeutungslos ist, verschiedene Mengen zu vergleichen .

Es gibt keine Möglichkeit zu sagen, ob 1 Volt mehr oder weniger als 1 Ampere ist, also mit Watt oder irgendetwas, das nicht Volt entspricht.

Dies scheint eher ein Kommentar als eine Antwort zu sein.
@skrrgwasme nenne es Kommentar, Hinweis, Ratschlag, Vorschlag, Tipp oder was auch immer du magst, aber vergiss bitte nicht, was es bedeutet.
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