Was bedeutet eine halbe Stelle bei Genauigkeit?

3 Ziffern sind 0 bis 999
3 1/2 Ziffern sind 0 bis 1999 (typisch für DMMs)
3 3/4 Ziffern sind typischerweise 0 bis 3999

Hat nichts mit Binärziffern zu tun, sondern mit Dezimalziffern bzw. deren Darstellung in 7-Segment-Anzeigen. Um jede Ziffer anzuzeigen, benötigen Sie alle 7 Segmente, aber wenn Sie für die vierte Ziffer nur eine "1" anzeigen müssen, benötigen Sie nur die beiden ganz rechten Segmente, sodass dies als die rechte Hälfte interpretiert werden kann. Damals hatten die meisten DMMs einen maximalen Messwert von 1999. Vor kurzem wurden genauere DMMs mit Messwerten bis zu 3999 erhältlich. Wenn "1" als höchster Wert für die höchstwertige Ziffer eine halbe Ziffer ist, könnte man das mit etwas Vorstellungskraft sagen ein höchster Wert von "3" ist 3/4 einer Ziffer.

Beachten Sie, dass Sie zum Anzeigen von nur "1", "2" und "3" das obere linke Segment nicht benötigen, das ein 3 3/4-stelliges DMM tatsächlich nicht für die Ziffer ganz links hat. Es ist eine kleine Kostenersparnis, aber immerhin eine Ersparnis.

David L. Jones hat ein Video über Multimeter-Zählungen, Genauigkeit, Auflösung und Kalibrierung gemacht .

Dort erklärt er auch, was diese Halbziffern sind.

Um seine Erklärung zusammenzufassen, was 3 1/2 Ziffern bedeuten (im Video 0:30 - 1:30):

Ein 3 1/2-stelliges Messgerät kann 1999 anzeigen.

Ein 4 1/2-stelliges Messgerät kann 19999 usw. anzeigen.

Die Hälfte bedeutet, dass die höchstwertige Ziffer nur bis 1 gehen kann.

Meine beste Vermutung dabei ist, dass es sich um LCD- oder LED-Displays handelt.

Einige Testgeräte haben möglicherweise eine "3½-stellige" Anzeige. Das heißt, eine Anzeige mit 3 ganzen Ziffern und nur der Hälfte der vierten Ziffer (dh einer "1").

Der gesamte Bereich einer 3½-stelligen Anzeige wäre also:

0 bis 1999

Alle Segmente auf würden Ihnen Folgendes geben:

1888

Nehmen Sie dieses als Beispiel:

Das ist von einer 12-Stunden-Uhr, also muss die erste Ziffer nie über 1 gehen.

Dies ist ein nützlicher Marketingbegriff, der verwendet wird, um die Natur eines digitalen Displays zu erklären.

Das bedeutet, dass die höchstwertige Ziffer entweder 0 oder 1 sein kann.
Eine 3-stellige numerische Anzeige kann Zahlen von 000 bis 999 anzeigen. Eine 3,5-stellige Anzeige zeigt Zahlen von 000 bis 1999 oder doppelt so viele an.

Indem der Hersteller dem System eine relativ kostengünstige Anzeige hinzufügt, verdoppelt er die angezeigte Reichweite. Dies führt zB zu Multimetern mit 2, 20, 200 Volt oder mA Bereichen statt 1, 10, 100, 1000 Bereichen. Beachten Sie, dass bei einem Multimeter mit 3,5-stelliger Anzeige der maximale Bereich bei Wechselspannung zB 600 Volt statt der möglichen 1999 Volt betragen kann. Dies ist eine Sicherheits- und Implementierungseinschränkung.

Die 3- oder 3,5-stellige Anzeige hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit – aber auf die angezeigte scheinbare Auflösung. Beachten Sie, dass die meisten Multimeter absolute Genauigkeiten von typischerweise etwa 1 % bis 2 % im Volt- und mA-Bereich und schlechter im Ohm- und Ampere-Bereich haben. Dies trotz der Tatsache, dass ein 3-stelliges Display eine Auflösung von 0,1 % und ein 3,5-stelliges Display eine Auflösung von 0,05 % hat. In solchen Fällen kann das Hinzufügen der zusätzlichen Auflösung nützlich sein, obwohl die Genauigkeit bereits von der Bildschirmauflösung mehr als übertroffen wird.

Selten sieht man 3 + 3/4-stellige Messgeräte – diese haben zB eine Auflösung von 0000 bis 2999. Das kann sehr schön sein. Es gibt zB 4, 40, 400, ... Bereiche. Meine Erfahrung mit diesen ist, dass es oft eine Bereichsänderung bei typischer Verwendung eliminiert, wenn maximale Auflösung mit einem stark variierenden Signal erforderlich ist. Diese sieht man sehr selten.

Wie bereits erwähnt, wurde der Begriff "3 1/2-stellig" vor einiger Zeit geprägt, um sich auf Displays zu beziehen, die drei Ziffern 0-9 und eine führende Ziffer anzeigen konnten, die leer oder 1 sein konnte. Als einige spätere Displays mit einem führenden Zeichen auftauchten Ziffer, die 0-2 oder 0-3 anzeigen konnte, wurden die Begriffe "3 2/3-Stelle" und "3 3/4"-Stelle geprägt. Beachten Sie, dass es ohne die frühere Verwendung der „3 1/2“-Ziffer in Bezug auf die Größe vielleicht genauer wäre, „3 1/3“-Ziffer für führende 0-1, „3 1/2“-Ziffer zu sagen für führende 0-2 und "3 2/3 Ziffer" für 0-3, da log10(2000) 3,3 ist, log10(3000) 3,5 ist und log10(4000) 3,6 ist, aber die Terme sind, was sie sind.

Übrigens benötigt ein 3 2/3-stelliges Display drei steuerbare Segmente für die linke Ziffer (das obere rechte Segment, das untere rechte und alles andere, was eine "2" ausmacht); Eine 3 3/4-stellige Anzeige benötigt vier steuerbare Segmente (oben rechts, unten rechts, unten links und alle drei Vertikalen). Das Zählen bis 4 würde fünf Segmente erfordern (das mittlere aufteilen), 5 würde sechs erfordern (das obere linke hinzufügen) und sieben würde alle sieben erfordern (das obere vom unteren aufteilen).

Alle anderen Antworten hier beziehen sich auf Dezimalziffern auf Displays. Bei A/D-Wandlern ist die Bedeutung von Genauigkeit völlig anders und wird normalerweise als Bruchteil eines LSB (niederwertigstes Bit) angegeben, was bedeutet, dass der Wert der Wandlung auf diesen numerischen Betrag genau ist. Dies wird auch in der ENOB (effektive Anzahl von Bits) erfasst, die ebenfalls eine Bruchzahl ist – zum Beispiel wird ein „8-Bit“-A/D-Wandler wahrscheinlich nur eine ENOB von etwa 7 Bit haben.

Der Grund, warum die Zahl gebrochen sein kann, liegt an mehreren Dingen. Wenn es nur auf die Quantisierung zurückzuführen wäre und alles andere perfekt wäre, wären alle Konvertierungen auf 0,5 Bit genau. Der Grund dafür, dass dies nicht genau der Fall ist, liegt an anderen Effekten wie Konvertierungs-Nichtlinearität und Verzerrung.

Es kann hilfreich sein, mehr über die ADC-Begriffe nachzulesen .

Außerdem sind die Kosten des A/D-Wandlers mit zusätzlichen Bits exponentiell. Sie können den Eingang skalieren, um 2 V, 20 V, 200 V usw. zu lesen, aber mit 10 Bits, 0-1023, erhalten Sie immer nur ca. 3 Stellen Genauigkeit: 000 - 999. Was Sie also mit 10 Bits für allgemeine Zwecke erhalten Multimeter hat eine Genauigkeit von ungefähr 3 Stellen.

Sie können diese 0,999, 1,998, 3,996, 8,992 oder auf einen beliebigen Zwischenwert skalieren, aber wenn Sie oben einen zusätzlichen Bereich hinzufügen, verlieren Sie die Genauigkeit in der unteren Ziffer.

Wenn Sie die unterste Ziffer weglassen, verlieren Sie Informationen: Die unterste Ziffer „8“ kann plus oder minus „4“ sein, aber wenn Sie sie überhaupt nicht anzeigen, ist sie plus oder minus „9“.

Da es allgemein nützlich ist, wurde die untere Ziffer oft auf +/- 0,5 skaliert. Das heißt, ein Messwert von 1,999 bedeutet 1,999 +/- 0,0005 – was einer Auflösung von 10 Bit entspricht.

3 1/2 Ziffern bedeuten also 10 Bit und 10 Bit ergeben 3 1/2 Ziffern.

Bessere Messgeräte haben manchmal 11 Bit, 3,999 Skalenendwert +/- 0,0005 oder 12 Bit, 9,999 (Ja, wenn Sie auf 9,999 statt 7,999 skalieren, sind Sie bei der letzten Ziffer nicht so genau, aber das letzte Bit ist sowieso schwierig, und die letzte Ziffer ist wahrscheinlich +/- 0,001 auf einem 12-Bit-Tischmessgerät.)