Klasa dokładności

Klasa dokładności to oznaczenie przyrządu pomiarowego, które określa największy błąd, jaki może on popełnić w warunkach odniesienia. W miernikach analogowych podaje się ją liczbą oznaczającą błąd w procentach zakresu, np. 1,5, a w cyfrowych zapisem ±(% wartości mierzonej + cyfry).

---

Co oznacza klasa dokładności na mierniku?

Żaden przyrząd nie pokazuje wartości idealnie prawdziwej. Producent nie podaje więc obietnicy „miernik mierzy dokładnie”, tylko granicę: wskazanie nie odejdzie od wartości rzeczywistej o więcej niż określona wartość. Tę granicę nazywa się błędem granicznym dopuszczalnym, a klasa dokładności jest jej skróconym zapisem.

Na tarczy miernika wskazówkowego klasę znajdziesz zwykle w rogu skali, obok symboli ustroju i ułożenia przyrządu. Sama liczba, np. 1,5, oznacza błąd liczony od górnej granicy zakresu. Liczba w kółku oznacza, że procent liczy się od wartości zmierzonej. Typowe klasy przyrządów wskazówkowych to 0,1; 0,2; 0,5 (przyrządy laboratoryjne) oraz 1; 1,5; 2,5 i 5 (przyrządy techniczne, warsztatowe i tablicowe). Im mniejsza liczba, tym dokładniejszy przyrząd.

Klasa obowiązuje w warunkach odniesienia: przy określonej temperaturze, położeniu przyrządu, częstotliwości i braku obcych pól magnetycznych. Gdy miernik pracuje w zimnej rozdzielni albo leży poziomo, choć skala wymaga pionu, dochodzą do tego błędy dodatkowe, które producent opisuje osobno w instrukcji.

Jak obliczyć dopuszczalny błąd miernika analogowego?

Dla przyrządu, którego klasa odnosi się do zakresu, największy możliwy błąd bezwzględny ma stałą wartość na całej skali:

Δ_max = kl · X_z / 100

• Δ_max – największy dopuszczalny błąd bezwzględny, w jednostkach mierzonej wielkości (np. V)
• kl – klasa dokładności (liczba z tarczy, np. 1,5)
• X_z – wybrany zakres pomiarowy, czyli wartość odpowiadająca pełnemu wychyleniu wskazówki

Weź woltomierz klasy 1,5 przełączony na zakres 300 V. Jego błąd graniczny to 1,5 · 300 / 100 = 4,5 V. Gdy wskazówka pokazuje napięcie 230 V w gniazdku, wartość rzeczywista mieści się między 225,5 a 234,5 V. W odniesieniu do odczytu to już około 2,0%, a nie 1,5%.

Ta stała wartość 4,5 V ma ciekawy skutek: im mniejsze wychylenie wskazówki, tym większy błąd względny. Tabela pokazuje ten sam przyrząd i ten sam zakres przy różnych odczytach.

Odczyt na zakresie 300 V	Błąd graniczny bezwzględny	Błąd graniczny względem odczytu
300 V	±4,5 V	±1,5%
230 V	±4,5 V	±2,0%
100 V	±4,5 V	±4,5%
50 V	±4,5 V	±9,0%

Stąd praktyczna reguła doboru zakresu: wybieraj najmniejszy zakres, który jeszcze obejmuje mierzoną wartość, tak żeby wskazówka pracowała w górnej części skali. Pomiar 230 V na zakresie 600 V tym samym miernikiem dałby błąd graniczny 9 V, czyli prawie 4% odczytu.

Jak czytać dokładność multimetru cyfrowego?

W multimetrze cyfrowym zamiast jednej liczby znajdziesz w instrukcji tabelę dokładności, osobną dla każdej funkcji i zakresu. Zapis ma postać ±(a% w.m. + n cyfr): pierwsza część to procent wartości mierzonej, druga to liczba jednostek ostatniej cyfry wyświetlacza (w instrukcjach anglojęzycznych dgt albo counts).

Przykład: miernik o dokładności ±(0,8% + 3 cyfry) na zakresie 600,0 V wyświetla 230,0 V. Ostatnia cyfra ma wagę 0,1 V, więc trzy cyfry to 0,3 V. Część procentowa daje 0,008 · 230 = 1,84 V. Razem ±2,14 V, czyli wartość rzeczywista leży między około 227,9 a 232,1 V.

Składnik „cyfrowy” jest stały, więc przy małych odczytach zaczyna dominować. Ten sam miernik na tym samym zakresie pokazujący 12,0 V ma błąd 0,096 + 0,3 ≈ 0,40 V, czyli ponad 3% odczytu. Po przełączeniu na zakres 60,00 V waga ostatniej cyfry spada do 0,01 V i błąd maleje do około 0,13 V. Mechanizm jest więc podobny jak w przyrządzie wskazówkowym: niższy zakres daje dokładniejszy wynik.

Pamiętaj, że więcej cyfr na wyświetlaczu oznacza większą rozdzielczość, a nie automatycznie wyższą dokładność. Wyświetlacz może pokazać 230,04 V, a mimo to przyrząd ma prawo pomylić się o kilka woltów, jeśli tak wynika z jego specyfikacji.

Jakie klasy dokładności mają przekładniki i liczniki energii?

Klasa dokładności dotyczy też urządzeń, które nie mają wskazówki ani wyświetlacza. Przekładniki prądowe pomiarowe budowane są w klasach 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3 i 5, a odmiany 0,2S i 0,5S zachowują dokładność także przy bardzo małym obciążeniu. Przekładniki zabezpieczeniowe mają inne oznaczenia, np. 5P albo 10P, bo od nich wymaga się poprawnej pracy przy prądach zwarciowych, a nie precyzji przy prądzie znamionowym.

Liczniki energii elektrycznej wprowadzane do obrotu według dyrektywy MID oznacza się literami A, B i C, gdzie C to najwyższa dokładność. W rozliczeniach odbiorców przemysłowych dobór klasy licznika i przekładnika ma wymierny wymiar finansowy, bo błąd o ułamek procenta przy dużym zużyciu przekłada się na konkretne kwoty.

Klasa dokładności w pomiarach instalacji i na egzaminie SEP

Mierniki do sprawdzania instalacji – do pomiaru rezystancji izolacji, impedancji pętli zwarcia czy wyłączników różnicowoprądowych – nie mają klasy w sensie przyrządów wskazówkowych. Ich dokładność opisuje seria norm PN-EN 61557, która dla każdego rodzaju pomiaru określa największy dopuszczalny błąd roboczy w warunkach pracy w terenie. Przy ocenie, czy rezystancja izolacji albo impedancja pętli zwarcia spełnia wymaganie normy, sprawdzasz w instrukcji dokładność właśnie na tym zakresie, na którym wypadł wynik.

Na egzaminie SEP grupy 1 może pojawić się pytanie o to, co oznacza liczba na tarczy miernika, albo krótkie zadanie: policz największy możliwy błąd woltomierza danej klasy na danym zakresie. Wystarczy wtedy wzór z tej strony i jedno dzielenie przez sto.

Klasa dokładności opisuje sam przyrząd. Różnicę między konkretnym wynikiem a wartością rzeczywistą omawia hasło „błąd pomiaru”, a sposób podawania wyniku razem z przedziałem, w którym leży wartość prawdziwa – hasło „niepewność pomiaru”.

Najczęściej zadawane pytania

Źródła:

• Dobór przekładników do pomiarów i zabezpieczeń – elektro.info
• Jak jest określana dokładność multimetrów? – Piotr Górecki – Zrozumieć Elektronikę